KR102004513B1 - Adaptive Phase-Distortionless Magnitude Response Equalization (MRE) for beamforming applications - Google Patents

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Abstract

시간 도메인 임펄스 응답 필터는 IFFT와 같은 도메인 변환들에 의해 도입되는 에러 및 아티팩트들을 회피하기 위해 시간 도메인에서 신호들을 등화시키는데 사용될 수 있다. 개시된 시간 도메인 임펄스 응답 필터는 개별 신호들의 매그니튜드 응답에 기초한다. 각각의 신호의 매그니튜드 응답들은 주파수 도메인에서 또는 다른 기술들, 예컨대, 자동-회귀 분석 및 수학적 신호 근사 알고리즘들, 예컨대,

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근사들로 계산될 수 있다. 그 후, 형 필터는 프로세싱된 신호들에 기초하여 계산된 필터를 사용하여 그의 원래의 시간 도메인 형태의 입력 센서 신호들을 등화시킬 수 있다. The time domain impulse response filter may be used to equalize signals in the time domain to avoid errors and artifacts introduced by domain transforms such as IFFTs. The disclosed time domain impulse response filter is based on the magnitude response of the individual signals. The magnitude responses of each signal may be used in the frequency domain or in other techniques, such as auto-regression analysis and mathematical signal approximation algorithms,
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Can be calculated as approximations. The type filter can then equalize the input sensor signals in its original time domain form using the calculated filter based on the processed signals.

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Description

빔포밍 애플리케이션들을 위한 적응형 위상-왜곡없는 MRE(Magnitude Response Equalization)Adaptive Phase-Distortionless Magnitude Response Equalization (MRE) for beamforming applications

[0001] 본 개시는 다중-센서 시스템들에서의 매그니튜드 응답 등화(magnitude response equalization)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시의 부분들은 시간 도메인에서 적응형 필터링을 이용하여 다수의 마이크로폰 시스템들로부터의 신호들의 매그니튜드 응답 등화에 관한 것이다. [0001] This disclosure relates to magnitude response equalization in multi-sensor systems. More particularly, portions of the present disclosure relate to a magnitude response equalization of signals from multiple microphone systems using adaptive filtering in the time domain.

[0002] 다수의 마이크로폰들을 포함하는 시스템들은, 위상 시프트들 및 매그니튜드 차이들을 관찰하기 위해 적어도 2개의 마이크로폰들부터의 신호들이 비교되는 빔포밍 기술들(beam forming techniques)을 사용함으로써 지향성 사운드를 검출할 수 있다. 동일한 사운드들을 캡처하는 2개의 상이한 마이크로폰들로부터의 신호들의 프로세싱은 물리적 특성들 및 매그니튜드 응답들이 마이크로폰들 사이에서 변동될 수 있기 때문에 등화가 필요하다. 이러한 변동들은 사소한 제조 변동들로 인해 동일한 제조사(make) 및 모델의 마이크로폰들 사이에서도 존재할 수 있다. 변동들은 또한, 마이크로폰 부츠(microphone boots), 튜브 길이 차이들 및 다른 변동들과 같은 다수의 다른 요인들로 인해 야기될 수 있다. 빔포밍과 같은 애플리케이션들은 각각 마이크로폰에서 측정된 신호들의 차이가, 신호들이 측정된 방식의 차이가 아니라 환경적 및 공간적 차이들로만 기인한다고 가정하기 때문에, 마이크로폰들 사이의 변동들은 다수의 마이크로폰 시스템들로부터의 신호들의 프로세싱을 복잡하게 한다. 따라서, 다중-마이크로폰 시스템들에서의 신호 프로세싱은 신호 프로세싱 계산들의 정확도를 개선하기 위해 원시(raw) 신호들을 등화시키도록 시도한다. Systems comprising multiple microphones may be used to detect directional sound by using beam forming techniques in which signals from at least two microphones are compared to observe phase shifts and magnitude differences . The processing of signals from two different microphones capturing the same sounds requires equalization because the physical characteristics and magnitude responses may vary between the microphones. These variations may exist between microphones of the same make and model due to minor manufacturing variations. Variations may also be caused by a number of other factors such as microphone boots, tube length differences and other variations. Applications such as beamforming assume that the differences in the signals measured in the respective microphones are due only to environmental and spatial differences, not the difference in the manner in which the signals are measured. Complicating the processing of signals. Thus, signal processing in multi-microphone systems attempts to equalize the raw signals to improve the accuracy of the signal processing calculations.

[0003] 등화를 위한 하나의 종래의 기술은 시스템 생산 동안의 오프-라인 교정(off-line calibration)이다. 이 기술은 극도로 낮은 공차 에러들을 갖는 마이크로폰들의 제조를 요구하며, 이는 마이크로폰들의 비용 및 감도를 증가시킨다. 등화를 위한 다른 종래 기술은 자가-교정(self-calibration)이다. 이득 또는 매그니튜드 응답 기술들을 사용하는 온-라인 자가-교정은 전파 손실 및 위상 매칭을 계산하는 것을 포함한다. 주파수 응답 기술들을 사용하는 온-라인 자가-교정은 제어 자극의 위치를 알 것을 요구한다. [0003] One conventional technique for equalization is off-line calibration during system production. This technique requires the manufacture of microphones with extremely low tolerance errors, which increases the cost and sensitivity of the microphones. Another prior art for equalization is self-calibration. On-line self-calibration using gain or magnitude response techniques involves calculating propagation loss and phase matching. On-line self-calibration using frequency response techniques requires knowledge of the location of the control stimulus.

[0004] 매그니튜드 응답 기술을 사용하는 온-라인 자가- 교정은 일반적으로, 각각의 마이크로폰에 대한 시간 도메인 신호들(예를 들어, 2개의 별개의 마이크로폰들로부터의 2개의 신호들)을 주파수 도메인으로 변환하고, 그 후 주파수 범위에 걸쳐 제 1 및 제 2 신호들에 기초한 등화 비를 계산함으로써 동작한다. 그 후, 등화 비는 제 1 마이크로폰에 그것을 매칭시키기 위한 시도로 제 2 신호의 주파수 도메인에 적용된다. 조정된 제 2 신호는 그 후 시간 도메인으로 다시 변환되고, 빔포밍 계산들과 같은 추가의 프로세싱이 제 1 및 제 2 신호들과 관련하여 수행될 수 있다. 이 기술은 2개의 마이크로폰들에서의 변동들에 의해 도입되는 에러를 감소시키지만 등화 컴퓨테이션들에 부가적인 에러를 도입한다. [0004] On-line self-calibrations using magnitude response techniques generally include time domain signals (eg, two signals from two separate microphones) for each microphone in the frequency domain And then calculating an equalization ratio based on the first and second signals over the frequency range. The equalization ratio is then applied to the frequency domain of the second signal in an attempt to match it to the first microphone. The adjusted second signal is then converted back to the time domain and further processing such as beamforming calculations may be performed in conjunction with the first and second signals. This technique reduces errors introduced by variations in two microphones but introduces additional errors in equalization computations.

[0005] 모든 주파수들에 걸쳐 계산된 등화 비를 사용하여 제 2 신호의 주파수 도메인을 조작하고 그 후, 시간 도메인으로 다시 컨버팅하는 것은 계산들에 에러를 도입한다. 마이크로폰들의 매그니튜드 응답은 주파수들에 걸쳐 변동되어서, 계산된 등화 비는 단지 2개의 신호들의 매그니튜드 차이만 근사하고 상이한 주파수들에서 상이한 마이크로폰들의 변동된 매그니튜드 응답을 고려하지 않는다. 또한, 조정된 제 2 신호를 주파수 도메인으로부터 시간 도메인으로 다시 컨버팅할 때 I-FFT(Inverse Fast Fourier Transform)에 의해 생성된 신호는 본질적으로 I-FFT들의 수학적 제한들로 인해 에러를 도입한다. 이러한 종래 기술은 도 1에 예시되며, 여기서 x2[n]에 대한 주파수 도메인 신호는 블록(105)에서 주파수 도메인으로 컨버전 후 노드(101)로부터 취해지고 프로세싱 블록(103)에서 계산된 주파수 도메인 응답의 비를 사용하여 증폭기(102)에서 등화된다. x2[n]의 등화된 주파수 응답은 그 후 I-FFT 블록(104)에서 변환된다. [0005] Manipulating the frequency domain of the second signal using an equalization ratio calculated over all frequencies and then converting back to the time domain introduces errors into the calculations. The magnitude response of the microphones varies over frequencies so that the calculated equalization ratio only approximates the magnitude difference of only two signals and does not take into account the fluctuating magnitude response of different microphones at different frequencies. Also, when converting the adjusted second signal back from the frequency domain to the time domain, the signal generated by the Inverse Fast Fourier Transform (I-FFT) inherently introduces errors due to the mathematical limitations of the I-FFTs. This prior art technique is illustrated in Figure 1 where a frequency domain signal for x 2 [n] is taken from node 101 after conversion to frequency domain at block 105 and a frequency domain response Lt; RTI ID = 0.0 > 102 < / RTI > The equalized frequency response of x 2 [n] is then transformed in the I-FFT block 104.

[0006] 여기에 언급된 단점들은 단지 대표적인 것이며, 특히 모바일 폰들과 같은 소비자-레벨 디바이스들에서 사용되는 다중 마이크로폰 시스템들에 대해 개선된 전기 컴포넌트들에 대한 요구가 존재한다는 것을 단순히 강조하기 위해 포함된다. 본원에서 설명된 실시예들은 소정의 단점들을 해결하지만 여기서 설명된 또는 당 업계에 알려진 각각의 그리고 모든 단점을 반드시 해결하는 것은 아니다. [0006] The disadvantages mentioned here are merely exemplary and are included to simply emphasize the need for improved electrical components for multiple microphone systems, particularly those used in consumer-level devices such as mobile phones . The embodiments described herein solve certain drawbacks, but do not necessarily solve each and every disadvantage described herein or known in the art.

[0007] 다수의 센서 시스템들의 매그니튜드 응답 등화는, 원하는 주파수 스펙트럼에 걸쳐 다수의 마이크로폰들의 매그니튜드 응답을 등화시키기 위해 개별 신호의 매그니튜드 응답들에 기초하는 시간 도메인 임펄스 응답 필터를 사용함으로써 개선될 수 있다. 종래의 기술들은 주파수 도메인에서 신호들을 등화하며, 이는 등화된 신호가 주파수 도메인으로부터 시간 도메인으로 변환될 때 등화된 신호의 시간 도메인 표현으로 전파되는 에러들 및 아티팩트들을 생성한다. 본원에서 설명된 방법들 및 장치들은 시간 도메인에서 신호들을 등화시키는 시간 도메인 임펄스 응답 필터를 생성함으로써 종래의 주파수 도메인 등화 기술들에 의해 도입된 신호 에러를 감소시키거나 제거한다. 따라서, I-FFT와 같은 도메인 변환들에 의해 도입되는 에러 및 아티팩트들이 회피한다. 추가로, 신호 프로세싱은 입력 신호들 사이의 위상 차이들의 도입을 감소시키거나 방지하도록 제한된다. Magnitude response equalization of multiple sensor systems can be improved by using a time domain impulse response filter based on the magnitude responses of individual signals to equalize the magnitude response of multiple microphones over a desired frequency spectrum. Conventional techniques equalize signals in the frequency domain, which generates errors and artifacts that propagate into the time domain representation of the equalized signal as the equalized signal is transformed from the frequency domain to the time domain. The methods and apparatus described herein reduce or eliminate signal errors introduced by conventional frequency domain equalization techniques by creating a time domain impulse response filter that equalizes signals in the time domain. Thus, errors and artifacts introduced by domain transforms such as I-FFT are avoided. In addition, the signal processing is limited to reduce or prevent the introduction of phase differences between the input signals.

[0008] 일부 실시예들에서, 시간 도메인 임펄스 응답 필터는 개별 신호들의 매그니튜드 응답들에 기초하며, 원하는 주파수 스펙트럼에 걸친 다수의 마이크로폰들의 매그니튜드 응답들을 등화시키는데 사용된다. 각각의 신호의 매그니튜드 응답들은 주파수 도메인에서 또는 다른 기술들, 예컨대,

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근사들과 같은 자동-회귀 분석 및 수학적 신호 근사 알고리즘들로 계산될 수 있다. 제 2 마이크로폰을 제 1 마이크로폰과 등화시키기 위해 시간 도메인에서 시스템의 마이크로폰들의 매그니튜드 응답에 기초한 시간 도메인 임펄스 응답 필터를 적용하는 것은 제 2 신호의 등화가 주파수 도메인에서 행해지는 종래 기술의 시스템들에서 도입된 에러를 회피한다. [0008] In some embodiments, the time domain impulse response filter is based on the magnitude responses of individual signals and is used to equalize the magnitude responses of multiple microphones over a desired frequency spectrum. The magnitude responses of each signal may be transmitted in the frequency domain or by other techniques,
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Regression analysis such as approximations and mathematical signal approximation algorithms. Applying a time domain impulse response filter based on the magnitude response of the microphones of the system in the time domain to equalize the second microphone with the first microphone is advantageous in that the equalization of the second signal is introduced in prior art systems in the frequency domain Avoid errors.

[0009] 일 실시예에 따라, 방법은, 복수의 센서들에 커플링되는 프로세서에 의해, 복수의 센서들로부터 시간 도메인에서 적어도 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호를 수신하는 단계; 프로세서에 의해, 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호를 시간 도메인으로부터 주파수 도메인 입력 신호로 컨버팅(converting)하는 단계; 프로세서에 의해, 주파수 도메인 입력 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 입력 신호와 제 2 입력 신호 사이의 매그니튜드 응답 차이(magnitude response difference)를 추정하는 단계; 프로세서에 의해, 매그니튜드 응답 차이를 시간 도메인 임펄스 응답으로 컨버팅하는 단계; 프로세서에 의해, 선형 위상 응답을 갖도록 시간 도메인 임펄스 응답을 제한하는 단계; 및/또는 프로세서에 의해, 제한된 시간 도메인 임펄스 응답에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호 중 적어도 하나를 필터링하는 단계를 포함할 수 있다. [0009] According to one embodiment, a method includes receiving, by a processor coupled to a plurality of sensors, at least a first input signal and a second input signal in a time domain from a plurality of sensors; Converting, by the processor, the first input signal and the second input signal from a time domain to a frequency domain input signal; Estimating, by the processor, a magnitude response difference between the first input signal and the second input signal based at least in part on the frequency domain input signal; Converting, by the processor, the magnitude response difference to a time domain impulse response; Limiting the time domain impulse response by the processor to have a linear phase response; And / or by the processor, filtering at least one of the first input signal and the second input signal based at least in part on the limited time domain impulse response.

[0010] 소정의 실시예들에서, 필터링하는 단계는 복수의 센서들로부터 수신된 제 1 입력 신호와 제 2 입력 신호 사이의 매그니튜드 응답을 등화시키는 단계를 포함할 수 있고; 매그니튜드 응답 차이를 추정하는 단계는 적응형 필터에 대한 필터 계수들을 계산하는 단계를 포함하고; 제한하는 단계는 필터 계수들을 짝수 대칭 및 홀수 길이가 되도록 제한하는 단계를 포함하고, 필터링하는 단계는 계산되고 제한되는 필터 계수들을 갖는 적응형 필터를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. [0010] In some embodiments, the filtering may comprise equalizing the magnitude response between the first input signal and the second input signal received from the plurality of sensors; Estimating the magnitude response difference comprises calculating filter coefficients for the adaptive filter; The step of limiting includes limiting filter coefficients to even symmetric and odd lengths, and the step of filtering may comprise applying an adaptive filter having calculated and limited filter coefficients.

[0011] 일부 실시예들에서, 방법은 추가로, 수신된 입력 신호들의 적응형 등화를 제공하기 위해 수신하는 단계, 추정하는 단계, 컨버팅하는 단계, 제한하는 단계 및 필터링하는 단계를 반복하는 단계; 필터링에 의해 도입된 지연을 보상하기 위해 제한된 시간 도메인 임펄스 응답에 기초하여, 필터링되지 않은, 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호 중 적어도 하나를 지연시키는 단계를 포함할 수 있고, 제 1 입력 신호 및 필터링된 제 2 입력 신호는 공간 인식을 위해 추가로 필터링될 수 있고; 그리고/또는 제 1 입력 신호 및 필터링된 제 2 입력 신호는 빔포밍(beamforming)을 위해 추가로 필터링될 수 있다. [0011] In some embodiments, the method further includes repeating the steps of receiving, estimating, converting, limiting and filtering to provide adaptive equalization of the received input signals; Delaying at least one of the first and second unfiltered input signals based on a limited time domain impulse response to compensate for the delay introduced by the filtering, The filtered second input signal may be further filtered for spatial recognition; And / or the first input signal and the filtered second input signal may be further filtered for beamforming.

[0012] 다른 실시예에 따라, 장치는, 제 1 입력 신호를 수신하도록 구성된 제 1 입력 노드; 제 2 입력 신호를 수신하도록 구성된 제 2 입력 노드; 및/또는 제 1 입력 노드에 커플링되고 제 2 입력 노드에 커플링되는 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는, 시간 도메인에서 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호를 수신하는 단계; 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호를 시간 도메인으로부터 주파수 도메인 입력 신호로 컨버팅(converting)하는 단계; 주파수 도메인 입력 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 입력 신호와 제 2 입력 신호 사이의 매그니튜드 응답 차이(magnitude response difference)를 추정하는 단계; 매그니튜드 응답 차이를 시간 도메인 임펄스 응답으로 컨버팅하는 단계; 선형 위상 응답을 갖도록 시간 도메인 임펄스 응답을 제한하는 단계; 및/또는 제한된 시간 도메인 임펄스 응답에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호 중 적어도 하나를 필터링하는 단계를 포함하는 소정의 단계들을 수행하도록 구성될 수 있다. [0012] According to another embodiment, an apparatus includes: a first input node configured to receive a first input signal; A second input node configured to receive a second input signal; And / or a controller coupled to the first input node and coupled to the second input node. The controller comprises: receiving a first input signal and a second input signal in a time domain; Converting a first input signal and a second input signal from a time domain to a frequency domain input signal; Estimating a magnitude response difference between the first input signal and the second input signal based at least in part on the frequency domain input signal; Converting the magnitude response difference to a time domain impulse response; Limiting the time domain impulse response to have a linear phase response; And / or filtering at least one of the first input signal and the second input signal based at least in part on the limited time domain impulse response.

[0013] 일부 실시예들에서, 제어기는, 복수의 센서들로부터 수신된 제 1 입력 신호와 제 2 입력 신호 사이의 매그니튜드 응답을 등화시킴으로써 필터링하는 단계를 수행할 수 있고; 그리고/또는 적응형 필터에 대한 필터 계수들을 계산함으로써 매그니튜드 응답 차이를 추정하는 단계를 포함할 수 있고, 제한하는 단계는 필터 계수들을 짝수 대칭 및 홀수 길이가 되도록 제한하는 단계를 포함하고, 필터링하는 단계는 계산되고 제한되는 필터 계수들을 갖는 적응형 필터를 적용하는 단계를 포함한다. [0013] In some embodiments, the controller may perform the filtering by equalizing the magnitude response between the first input signal and the second input signal received from the plurality of sensors; And / or estimating the magnitude response difference by calculating filter coefficients for the adaptive filter, wherein the limiting step comprises limiting filter coefficients to even symmetric and odd lengths, Comprises applying an adaptive filter having calculated and constrained filter coefficients.

[0014] 소정의 실시예들에서, 제어기는 또한, 수신된 입력 신호들의 적응형 등화를 제공하기 위해 수신하는 단계, 추정하는 단계, 컨버팅하는 단계, 제한하는 단계 및 필터링하는 단계들을 반복하도록 구성되고; 그리고/또는 필터링에 의해 도입된 지연을 보상하기 위해 제한된 시간 도메인 임펄스 응답에 기초하여, 필터링되지 않은, 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호 중 적어도 하나를 지연시키도록 구성될 수 있다. [0014] In some embodiments, the controller is further configured to repeat the receiving, estimating, converting, limiting and filtering steps to provide adaptive equalization of the received input signals ; And to delay at least one of the unfiltered first input signal and the second input signal based on a limited time domain impulse response to compensate for the delay introduced by the filtering and / or filtering.

[0015] 다른 실시예에 따라, 방법은, 복수의 센서들로부터의 프로세서에 의해, 시간 도메인에서 적어도 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호를 수신하는 단계; 프로세서에 의해, 선형 예측 분석을 사용함으로써 입력 신호들의 자동-회귀(auto-regressive; AR) 모델 파라미터들을 컴퓨팅하는 단계; 프로세서에 의해, 2개의 입력 신호들 사이의 매그니튜드 응답 차이에 대응하는 자동-회귀 이동 평균(auto-regressive moving average; ARMA) 모델 파라미터들을 컴퓨팅하는 단계; 프로세서에 의해, 제 1 입력 신호와 제 2 입력 신호 사이의 매그니튜드 응답 차이에 대응하는 시간 도메인 임펄스 응답을 컴퓨팅하는 단계 ― 매그니튜드 응답 차이는 자동 회귀 모델 파라미터들 및 자동-회귀 이동 평균 모델 파라미터들에 적어도 부분적으로 기초하여

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근사를 사용하여 계산됨 ― ; 및 프로세서에 의해, 선형 위상 응답을 갖도록 시간 도메인 임펄스 응답을 제한하는 단계; 및/또는 프로세서에 의해, 제한된 시간 도메인 임펄스 응답에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호 중 적어도 하나를 필터링하는 단계를 포함할 수 있다. [0015] According to another embodiment, a method includes receiving, by a processor from a plurality of sensors, at least a first input signal and a second input signal in a time domain; Computing, by the processor, auto-regressive (AR) model parameters of the input signals by using linear prediction analysis; Computing, by the processor, auto-regressive moving average (ARMA) model parameters corresponding to the magnitude response differences between the two input signals; Computing a time domain impulse response by a processor corresponding to a magnitude response difference between a first input signal and a second input signal, wherein the magnitude response difference is at least equal to the autoregressive model parameters and the autoregressive moving average model parameters On a partial basis
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Calculated using approximation; And limiting, by the processor, the time domain impulse response to have a linear phase response; And / or by the processor, filtering at least one of the first input signal and the second input signal based at least in part on the limited time domain impulse response.

[0016] 소정의 실시예들에서, 선형 예측 분석을 적용하는 단계는 선형 예측 계수들을 생성하는 단계를 포함할 수 있고; 그리고/또는 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호들은 오디오 정보를 포함할 수 있다. [0016] In some embodiments, applying the linear prediction analysis may comprise generating linear prediction coefficients; And / or the first input signal and the second input signals may comprise audio information.

[0017] 또 다른 실시예에서, 장치는, 제 1 오디오 신호를 수신하도록 구성된 제 1 입력 노드; 제 2 오디오 신호를 수신하도록 구성된 제 2 입력 노드; 및/또는 제 1 입력 노드에 커플링되고 제 2 입력 노드에 커플링되는 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는, 시간 도메인에서 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호를 수신하는 단계; 프로세서에 의해, 선형 예측 분석을 사용하여 입력 신호들의 자동-회귀(auto-regressive; AR) 모델 파라미터들을 컴퓨팅하는 단계; 프로세서에 의해, 2개의 입력 신호들 사이의 매그니튜드 응답 차이에 대응하는 자동-회귀 이동 평균(auto-regressive moving average; ARMA) 모델 파라미터들을 컴퓨팅하는 단계; 프로세서에 의해, 제 1 입력 신호와 제 2 입력 신호 사이의 매그니튜드 응답 차이에 대응하는 시간 도메인 임펄스 응답을 컴퓨팅하는 단계 ― 매그니튜드 응답 차이는 자동 회귀 모델 파라미터들 및 자동-회귀 이동 평균 모델 파라미터들에 적어도 부분적으로 기초하여

Figure 112018050028312-pct00003
근사를 사용하여 계산됨 ― ; 및 선형 위상 응답을 갖도록 시간 도메인 임펄스 응답을 제한하는 단계; 및/또는 제한된 시간 도메인 임펄스 응답에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호 중 적어도 하나를 필터링하는 단계를 포함하는 단계들을 수행하도록 구성될 수 있다. [0017] In yet another embodiment, an apparatus includes a first input node configured to receive a first audio signal; A second input node configured to receive a second audio signal; And / or a controller coupled to the first input node and coupled to the second input node. The controller comprises: receiving a first input signal and a second input signal in a time domain; Computing, by the processor, auto-regressive (AR) model parameters of the input signals using linear prediction analysis; Computing, by the processor, auto-regressive moving average (ARMA) model parameters corresponding to the magnitude response differences between the two input signals; Computing a time domain impulse response by a processor corresponding to a magnitude response difference between a first input signal and a second input signal, wherein the magnitude response difference is at least equal to the autoregressive model parameters and the auto- On a partial basis
Figure 112018050028312-pct00003
Calculated using approximation; And limiting the time domain impulse response to have a linear phase response; And / or filtering at least one of the first input signal and the second input signal based at least in part on the limited time domain impulse response.

[0018] 소정의 실시예들에서, 제어기는 선형 예측 계수들을 생성함으로써 선형 예측 분석을 적용하도록 구성될 수 있고; 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호들은 오디오 정보를 포함할 수 있고; 그리고/또는 오디오 정보는 제 1 마이크로폰 및 제 2 마이크로폰으로부터 수신된 오디오 정보일 수 있다. [0018] In certain embodiments, the controller may be configured to apply linear prediction analysis by generating linear prediction coefficients; The first input signal and the second input signals may comprise audio information; And / or the audio information may be audio information received from the first microphone and the second microphone.

[0019] 전술한 것은, 후속하는 상세한 설명이 더 양호하게 이해될 수 있게 하기 위해, 본 발명의 실시예들의 소정의 특징들 및 기술적 이점들을 다소 광범위하게 약술하였다. 본 발명의 청구항들의 요지를 형성하는 부가적인 특성들 및 이점들이 아래에서 설명될 것이다. 개시된 개념 및 특정한 실시예가 동일하거나 유사한 목적들을 수행하기 위한 다른 구조들을 수정 또는 설계하기 위한 토대로서 용이하게 이용될 수 있다는 것이 당업자들에 의해 인지되어야 한다. 또한, 그러한 등가의 구성들이 첨부된 청구항들에 기술된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는다는 것이 당업자들에 의해 인식되어야 한다. 부가적인 특징들은 첨부된 도면들과 관련하여 고려될 때 다음의 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다. 그러나, 도면들의 각각이 단지 예시 및 설명의 목적을 위해 제공되며, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다는 것이 명백히 이해될 것이다. [0019] The foregoing has outlined rather broadly certain features and technical advantages of embodiments of the invention in order that the detailed description that follows may be better understood. Additional features and advantages forming the gist of the claims of the present invention will be described below. It should be appreciated by those skilled in the art that the disclosed concepts and specific embodiments may be readily utilized as a basis for modifying or designing other structures for carrying out the same or similar purposes. It should also be appreciated by those skilled in the art that such equivalent constructions do not depart from the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims. Additional features will be better understood from the following description when considered in connection with the accompanying drawings. It is to be expressly understood, however, that each of the figures is provided for purposes of illustration and description only, and is not intended to limit the invention.

[0020] 개시된 시스템 및 방법들의 보다 완전한 이해를 위해, 첨부 도면들과 함께 취해진 다음의 설명에 대한 참조가 이제 이루어진다.
[0021] 도 1은 종래 기술에 따라 주파수 도메인에서 제 1 신호에 대해 제 2 신호를 등화시키기 위한 시스템의 예시적인 블록도이다.
[0022] 도 2는 시간 도메인에서 제 1 신호에 대해 제 2 신호를 등화시키기 위한 적응형 필터의 예시적인 블록도이며, 여기서 적응형 필터는 제 1 및 제 2 신호들의 매그니튜드 응답에 기초한다.
[0023] 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라, 제 1 및 제 2 신호들의 매그니튜드 응답에 기초하는 적응형 필터로 시간 도메인에서 제 1 신호에 대해 제 2 신호를 등화시키기 위한 예시적인 단계들의 예시적인 흐름도이다.
[0024] 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라, 주파수 도메인에서 계산되는 제 1 및 제 2 신호들의 매그니튜드 응답에 기초하는 적응형 필터로 시간 도메인에서 제 1 신호에 대해 제 2 신호를 등화시키기 위한 예시적인 단계들의 예시적인 흐름도이다.
[0025] 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라, 주파수 도메인에서 계산되는 제 1 및 제 2 신호들의 매그니튜드 응답에 기초하는 적응형 필터로 시간 도메인에서 제 1 신호에 대해 제 2 신호를 등화시키기 위한 적응형 필터의 예시적인 블록도이다.
[0026] 도 6a는 본 개시의 일 실시예에 따라, 등화 없는 2개의 마이크로폰들의 매그니튜드 응답을 예시하는 예시적인 그래프이다.
[0027] 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 매그니튜드 응답 등화 기술을 적용한 후에 2개의 마이크로폰들의 매그니튜드 응답을 예시하는 예시적인 그래프이다.
[0028] 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라, 자동-회귀 모델링을 사용하여 시간 도메인에서 계산되는 제 1 및 제 2 신호들의 매그니튜드 응답에 기초하는 적응형 필터로 시간 도메인에서 제 1 신호에 대해 제 2 신호를 등화시키기 위한 예시적인 단계들의 예시적인 흐름도이다.
[0029] 도 8은 본 개시의 일 실시예에 따라, 시간 도메인에서 제 1 신호에 대해 제 2 신호를 등화시키기 위한 적응형 필터의 예시적인 블록도이며, 여기서 적응형 필터는 자동-회귀 모델링을 사용하여 시간 도메인에서 계산되는 제 1 및 제 2 신호들의 매그니튜드 응답에 기초한다.
[0020] For a more complete understanding of the disclosed systems and methods, reference is now made to the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.
[0021] FIG. 1 is an exemplary block diagram of a system for equalizing a second signal for a first signal in the frequency domain in accordance with the prior art.
[0022] FIG. 2 is an exemplary block diagram of an adaptive filter for equalizing a second signal for a first signal in the time domain, where the adaptive filter is based on the magnitude response of the first and second signals.
[0023] FIG. 3 illustrates exemplary steps for equalizing a second signal for a first signal in the time domain with an adaptive filter based on the magnitude response of the first and second signals, in accordance with an embodiment of the present disclosure; Fig.
[0024] FIG. 4 is a block diagram of an adaptive filter, based on the magnitude response of first and second signals computed in the frequency domain, to equalize a second signal to a first signal in the time domain, according to one embodiment of the present disclosure Lt; RTI ID = 0.0 > flowchart < / RTI >
[0025] FIG. 5 illustrates an example of an adaptive filter that is based on the magnitude response of first and second signals computed in the frequency domain, in accordance with one embodiment of the present disclosure, to equalize the second signal to the first signal in the time domain ≪ / RTI > FIG.
[0026] FIG. 6A is an exemplary graph illustrating the magnitude response of two microphones without equalization, in accordance with an embodiment of the present disclosure.
[0027] FIG. 6B is an exemplary graph illustrating the magnitude response of two microphones after applying the magnitude response equalization technique in accordance with an embodiment of the present invention.
[0028] FIG. 7 is a graphical representation of an adaptive filter based on the magnitude response of first and second signals computed in the time domain using auto-regressive modeling, in accordance with one embodiment of the present disclosure, ≪ / RTI > is an exemplary flow chart of exemplary steps for equalizing a second signal with respect to a second signal.
[0029] FIG. 8 is an exemplary block diagram of an adaptive filter for equalizing a second signal for a first signal in the time domain, in accordance with one embodiment of the present disclosure, wherein the adaptive filter includes auto- Based on the magnitude response of the first and second signals calculated in the time domain.

[0030] 본 개시의 실시예들로 해결될 수 있는, 다중 마이크로폰 시스템에서 상이한 마이크로폰들의 매그니튜드 응답의 불일치들 및 변동들의 예가 도 6a에 도시된다. 도 6a의 그래프는 라인들(602 및 604)에서 제어 신호에 대한 2개의 마이크로폰들의 매그니튜드 응답을 예시한다. 예를 들어, 제조 동안 발생할 수 있는 마이크 미스매치들로 인해, 마이크로폰들은 각각의 주파수의 자극에 대해 상이하게 응답한다. 다른 마이크로폰의 응답에 대해 하나의 마이크로폰의 응답을 등화시키는 것은 사용자 음성과 같이 마이크로폰들에 의해 캡처되는 오디오의 프로세싱을 개선할 수 있다. 일부 실시예들에서, 시간 도메인 임펄스 응답 필터가 신호들의 등화 동안 적용될 수 있다. [0030] An example of mismatches and variations in the magnitude response of different microphones in a multiple microphone system, which may be addressed by embodiments of the present disclosure, is shown in FIG. 6A. The graph of FIG. 6A illustrates the magnitude response of two microphones to a control signal at lines 602 and 604. FIG. For example, due to mike mismatches that may occur during manufacture, the microphones respond differently to the stimulation of each frequency. Equalizing the response of one microphone to the response of another microphone can improve the processing of the audio captured by the microphones, such as the user's voice. In some embodiments, a time domain impulse response filter may be applied during equalization of the signals.

[0031] 이제 도 2를 참조하면, 2개의 마이크로폰들의 매그니튜드 응답을 등화시키기 위한 하나의 기술이 도시된다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 적응형 필터로 매그니튜드 응답 등화를 구현하기 위한 그러한 예시적인 시스템(200)을 도시한다. 제 1 및 제 2 마이크로폰으로부터의 시간 도메인 오디오 신호들과 같은 입력 신호들(x1[n] 및 x2[n])이 신호 프로세싱 시스템(200)의 입력 노드(211 및 212)에서 수신된다. 신호들(x1[n] 및 x2[n])은 각각의 시간 도메인 신호에 대한 매그니튜드 응답을 계산하는 프로세싱 블록(201 및 202)에 제공된다. 그 후, 계산된 매그니튜드 응답(

Figure 112018050028312-pct00004
Figure 112018050028312-pct00005
)은 제한된 시간 도메인 임펄스 응답 필터(204)를 계산하도록 프로세싱 블록(203)에서 사용된다. 그 후, 제한된 시간 도메인 임펄스 응답 필터(h[n])는, 제 2 센서로부터의 제 2 신호(x2[n])에 대해 제 1 센서로부터의 제 1 신호(x1[n])를 등화시키도록 필터(204)에 의해 시간 도메인 입력 신호들 중 하나에 적용된다. 일 실시예에서, 지연 블록(205)은 필터(204)에 의해 도입된 지연을 보상하기 위해 프로세싱 블록(201)의 것과 같은 매그니튜드 응답 계산 후에 삽입될 수 있다. [0031] Referring now to FIG. 2, one technique for equalizing the magnitude response of two microphones is shown. Figure 2 illustrates such an exemplary system 200 for implementing magnitude response equalization with an adaptive filter in accordance with one embodiment of the present disclosure. The input signals x 1 [n] and x 2 [n], such as time domain audio signals from the first and second microphones, are received at the input nodes 211 and 212 of the signal processing system 200. The signals x 1 [n] and x 2 [n] are provided to the processing blocks 201 and 202, which compute the magnitude response for each time domain signal. Thereafter, the calculated magnitude response (
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And
Figure 112018050028312-pct00005
Is used in processing block 203 to compute a limited time domain impulse response filter 204. [ The limited time domain impulse response filter h [n] then subtracts the first signal x 1 [n] from the first sensor for the second signal x 2 [n] from the second sensor Is applied to one of the time domain input signals by the filter 204 to equalize. In one embodiment, the delay block 205 may be inserted after a magnitude response calculation such as that of the processing block 201 to compensate for the delay introduced by the filter 204.

[0032] 신호들(x1[n] 및 x2[n])이 디지털 MEMS(microelectromechanical systems) 마이크로폰으로부터 수신된 것들과 같은 마이크로폰 신호들인 것으로 소정의 실시예들에서 설명되었지만, 임의의 센서 신호들은 본원에서 설명된 시스템들 및 방법들로 프로세싱될 수 있다. 입력 신호들(x1[n] 및 x2[n])은 시간 도메인 표현의 디지털 신호들일 수 있다. 입력 신호들(x1[n] 및 x2[n])은 메모리, 버퍼들로부터 또는 센서들 또는 마이크로폰들에 커플링된 ADC(analog-to-digital converter)들로부터 직접 수신될 수 있다. Although it has been described in certain embodiments that the signals x 1 [n] and x 2 [n] are microphone signals such as those received from a digital microelectromechanical systems (MEMS) microphone, And can be processed with the systems and methods described herein. The input signals x 1 [n] and x 2 [n] may be digital signals of a time domain representation. The input signals x 1 [n] and x 2 [n] may be received directly from memory, buffers, or analog-to-digital converters (ADCs) coupled to sensors or microphones.

[0033] 도 2의 매그니튜드 응답 등화는, 제 1 신호에 대한 제 2 신호의 등화가 양자의(both) 마이크로폰들의 매그니튜드 응답에 기초하는 시간 도메인의 필터를 사용하여 수행되기 때문에, 매칭되지 않는 마이크로폰들의 더 양호한 매칭을 제공할 수 있다. 이러한 매칭은 제 2 마이크로폰의 등화가 통상적으로 주파수 도메인에서 수행되고 이어서 등화된 제 2 마이크로폰 신호가 주파수 도메인으로부터 시간 도메인으로 변환되는 종래 시스템들에서 도입되는 에러를 감소시킨다. 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 시간 도메인에서 매그니튜드 응답을 매칭시키기 위한 예시적인 신호 프로세싱 흐름이다. 시간 도메인 입력 신호들(x1[n] 및 x2[n])은 각각 입력 노드들로부터 블록들(301 및 302)에서 수신된다. 신호들(x1[n] 및 x2[n]) 각각에 대한 매그니튜드 응답은 각각 블록들(303 및 304)에서 계산된다. 각각의 신호의 매그니튜드 응답은 시간 도메인 또는 주파수 도메인 또는 이 둘의 결합에서 추정될 수 있다. 블록들(303 및 304)에서 매그니튜드 응답을 계산한 후에, 계산된 매그니튜드 응답들에 기초한 시간 도메인 임펄스 응답이 블록(305)에서 계산된다. 시간 도메인 임펄스 응답은 일부 위상 왜곡을 포함할 수 있기 때문에, 시간 도메인 임펄스 응답은 블록(306)에서 제한될 수 있다. 그 후, 블록(307)에서, 제한된 시간 도메인 임펄스 응답이 입력 신호들 중 하나, 예를 들어, x2[n]에 적용되어, 신호를 필터링하고 마이크로폰 수신 신호(x1[n])에 대해 마이크로폰 수신 신호(x2[n])의 마이크로폰 응답을 등화시킨다. [0033] The magnitude response equalization of FIG. 2 is advantageous because the equalization of the second signal for the first signal is performed using a time domain filter based on the magnitude response of both microphones, It is possible to provide better matching. This matching reduces the error introduced in conventional systems in which the equalization of the second microphone is typically performed in the frequency domain and then the equalized second microphone signal is converted from the frequency domain to the time domain. 3 is an exemplary signal processing flow for matching a magnitude response in the time domain in accordance with one embodiment of the present disclosure. The time domain input signals x 1 [n] and x 2 [n] are received at blocks 301 and 302, respectively, from the input nodes. The magnitude response for each of the signals x 1 [n] and x 2 [n] is computed in blocks 303 and 304, respectively. The magnitude response of each signal can be estimated in the time domain or the frequency domain or a combination of both. After calculating the magnitude response at blocks 303 and 304, a time domain impulse response based on the calculated magnitude responses is calculated at block 305. [ Since the time domain impulse response may include some phase distortion, the time domain impulse response may be limited at block 306. [ Then, for the block at 307, one of the limited time domain impulse response of the input signal, for example, is applied to the x 2 [n], filter the signal, the microphone receives signals (x 1 [n]) And equalizes the microphone response of the microphone received signal x 2 [n].

[0034] 시간 도메인 임펄스 응답을 제한하는 것은 신호(x1[n] 또는 x2[n])에 대한 위상 왜곡의 도입을 최소로 하거나 0이 되게 한다. 빔포밍 및 다른 신호 프로세싱 기술들은, 마이크로폰들에서 수신된 신호들의 도달 시간차에 기초하여 파라미터들을 계산한다. 이 도달 시간차 정보는, 마이크로폰 신호들의 위상 정보가 신호 프로세싱 기술들에 의해 왜곡되는 경우 변경될 수 있다. 임펄스 응답을 제한함으로써, 위상 왜곡은 감소되거나 제거될 수 있어서, 후속 신호 프로세싱에 관한 어떠한 현저한 영향도 발생하지 않는다. 예를 들어, 빔포밍은 특정 방향의 빔 또는 널을 형성하도록 마이크로폰 신호들(x1[n] 및 x2[n]) 사이의 위상차 정보에 의존한다. 블록(307)에서 응답을 제한하는 것은 빔포밍 또는 널 포밍(null forming)이 감소된 에러로 동작하도록 허용한다. Limiting the time domain impulse response minimizes or zeroes the introduction of phase distortion for the signal (x 1 [n] or x 2 [n]). Beamforming and other signal processing techniques calculate parameters based on the time difference of arrival of signals received at the microphones. The time-of-arrival information can be changed when the phase information of the microphone signals is distorted by the signal processing techniques. By limiting the impulse response, the phase distortion can be reduced or eliminated, so that there is no significant effect on subsequent signal processing. For example, beamforming depends on the phase difference information between the microphone signals (x 1 [n] and x 2 [n]) to form a beam or a null in a particular direction. Limiting the response at block 307 allows beamforming or null forming to operate with reduced error.

[0035] 매그니튜드 응답 등화 필터를 생성하는데 사용되는 신호들, 예를 들어, 도 3의 블록(307)의 필터 및 도 2의 프로세싱 블록(204)의 필터(h[n])는 임의의 신호를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 신호는 원하는 주파수 범위에 걸쳐 균일한 매그니튜드, 예를 들어, 백색 노이즈를 생성하도록 프로세싱될 수 있다. 그러나, 매그니튜드 응답 등화는 임의의 시간에 임의의 입력 신호에 적용될 수 있고 주파수 범위들에 걸쳐 균일한 매그니튜드 응답을 갖는 제어 신호를 필요로 하지 않는다. The signals used to generate the magnitude response equalization filter, for example, the filter of block 307 of FIG. 3 and the filter h [n] of the processing block 204 of FIG. 2, . In some embodiments, the signal may be processed to produce a uniform magnitude, e.g., white noise, over a desired frequency range. However, the magnitude response equalization can be applied to any input signal at any time and does not require a control signal with a uniform magnitude response over the frequency ranges.

[0036] 일부 실시예들에서, 적응형 필터를 생성하는데 있어 적용되는 매그니튜드 응답 등화는 신호들의 주파수 도메인 표현들을 사용하여 계산될 수 있다. 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 시간 도메인에서 매그니튜드 응답을 매칭시키기 위한 예시적인 신호 프로세싱 흐름이며, 여기서 적응형 필터는 본 개시의 일 실시예에 따라 주파수 도메인에서 신호들의 매그니튜드 응답에 기초한다. 도 4의 예시적인 흐름에서, 적어도 2개의 별개의 센서들로부터의 적어도 2개의 신호들이 블록들(401 및 402)에서 수신된다. 일부 실시예들에서, 2개의 신호들(x1[n] 및 x2[n])은 각각, 제 1 및 제 2 센서로부터 시간 도메인에서 수신된다. 그 후, 입력 신호들(x1[n] 및 x2[n])은 각각, 블록들(403 및 404)에서 주파수 도메인으로 컨버팅된다. 신호들(x1[n] 및 x2[n])의 주파수 도메인 표현들은 각각, 블록들(403 및 405)에서 주파수 도메인 표현들(X1(z) 및 X2(z))로서 도시되지만, 다른 주파수 도메인 표현들이 일부 실시예들에서 사용될 수 있다. 주파수 도메인 표현들(X1(z) 및 X2(z)) 사이의 매그니튜드 응답 차이가 블록(405)에서 계산된다. 매그니튜드 응답 차이는 여러 주파수들에서 센서 1과 센서 2에 대한 매그니튜드 응답의 차이를 나타내는 계수들을 포함한다. 그 후, 매그니튜드 응답 차이는 블록(406)에서, 시간 도메인 임펄스 응답 필터(h[n])로 컨버팅된다. 일부 실시예들에서, 필터(h[n])는 적응형 필터이다. 일부 실시예들에서, 시간 도메인 임펄스 응답 필터(h[n])는 블록(407)에서, 입력 신호에 필터(h[n])를 적용할 때 위상 왜곡들을 방지하기 위해 선형 위상을 갖는 것으로 제한된다. 그 후, 필터(h[n])는 블록(408)에서, 입력 신호들 중 하나, 예를 들어, 신호(x2[n])에 적용된다. [0036] In some embodiments, the magnitude response equalization applied in generating the adaptive filter may be calculated using frequency domain representations of the signals. 4 is an exemplary signal processing flow for matching a magnitude response in the time domain in accordance with one embodiment of the present disclosure wherein the adaptive filter is based on the magnitude response of the signals in the frequency domain in accordance with one embodiment of the present disclosure . In the exemplary flow of FIG. 4, at least two signals from at least two distinct sensors are received in blocks 401 and 402. In some embodiments, two signals x 1 [n] and x 2 [n] are received in the time domain from the first and second sensors, respectively. The input signals x 1 [n] and x 2 [n] are then converted to the frequency domain in blocks 403 and 404, respectively. The frequency domain representations of the signals x 1 [n] and x 2 [n] are shown as frequency domain representations X 1 (z) and X 2 (z), respectively, in blocks 403 and 405 , Other frequency domain representations may be used in some embodiments. The magnitude response difference between the frequency domain representations X 1 (z) and X 2 (z) is calculated at block 405. The magnitude response difference includes coefficients representing the difference in magnitude response for sensor 1 and sensor 2 at various frequencies. The magnitude response difference is then converted, at block 406, to a time domain impulse response filter h [n]. In some embodiments, the filter h [n] is an adaptive filter. In some embodiments, the time domain impulse response filter h [n] is limited to having a linear phase at block 407 to prevent phase distortions when applying a filter h [n] to the input signal do. The filter h [n] is then applied at block 408 to one of the input signals, e.g., signal x 2 [n].

[0037] 적응형 필터는 도 5의 시스템에 도시된 바와 같이 신호들의 주파수 도메인 컨버전 후에 계산될 수 있다. 도 5의 시스템은 노드들(501 및 502)에서, 2개의 마이크로폰들과 같은 제 1 및 제 2 센서로부터 입력 신호들(x1[n] 및 x2[n])을 수신한다. 노드들(501 및 502)은 각각의 프로세싱 블록들(503 및 504)에 커플링되며, 여기서 시간 도메인 신호들(x1[n] 및 x2[n])은 버퍼링되고, 윈도윙되고(windowed) 그리고/또는 중첩될 수 있다. 프로세싱 블록들(503 및 504)은 각각의 FFT(fast Fourier transform) 프로세싱 블록들(505 및 506)에 커플링되며, 여기서 입력 신호들(x1[n] 및 x2[n])이 주파수 도메인으로 변환된다. FFT 프로세싱 블록(505)은 매그니튜드 평활화 블록들(507 및 509)에 커플링되고, FFT 프로세싱 블록(506)은 매그니튜드 평활화 블록들(508 및 510)에 커플링된다. 매그니튜드 평활화 블록들은 다음의 방법들, 즉 평균 제곱 변위(프로세싱 블록들(509 및 510)에 도시됨), 캡스트럼(Cepstrum) 방법, 러닝 평균 필터링(running average filtering), Savitzky-Golay 평활화 또는 다른 평활화 알고리즘들 중 하나를 사용하여 MSD(magnitude spectral density)를 추정할 수 있다. 매그니튜드 평활화 블록들(507-510)은 소프트웨어로 또는 하드웨어에서 매그니튜드 평활화를 수행할 수 있다. 하드웨어 컴포넌트들에서의 매그니튜드 평활화는 예를 들어, 저역-통과 또는 대역 통과 필터를 사용하여 달성될 수 있다. [0037] The adaptive filter may be calculated after frequency domain conversion of the signals as shown in the system of FIG. The system of Figure 5 receives, at nodes 501 and 502, input signals x 1 [n] and x 2 [n] from first and second sensors, such as two microphones. Nodes 501 and 502 are coupled to respective processing blocks 503 and 504 where time domain signals x 1 [n] and x 2 [n] are buffered, windowed ) And / or overlapping. Processing blocks 503 and 504 are coupled to respective Fast Fourier transform (FFT) processing blocks 505 and 506, wherein input signals x 1 [n] and x 2 [n] . The FFT processing block 505 is coupled to the magnitude smoothing blocks 507 and 509 and the FFT processing block 506 is coupled to the magnitude smoothing blocks 508 and 510. The magnitude smoothing blocks may be computed using the following methods: average squared displacements (shown in processing blocks 509 and 510), cepstrum method, running average filtering, Savitzky-Golay smoothing or other smoothing One of the algorithms can be used to estimate the magnitude spectral density (MSD). The magnitude smoothing blocks 507-510 may perform magnitude smoothing in software or in hardware. Magnitude smoothing in hardware components may be accomplished using, for example, a low-pass or band-pass filter.

[0038] 주파수 도메인에서의 이러한 프로세싱 후에, 신호들은 시간 도메인으로 다시 컨버팅되고 적응형 필터 블록들(514 및 515)에 대한 계수들을 생성하는데 사용될 수 있다. 따라서, 매그니튜드 평활화 블록들(507 및 509)은 I-FFT(Inverse-Fast Fourier Transform) 블록(511)에 커플링되고 매그니튜드 평활화 블록들(508 및 510)은 I-FFT 블록(512)에 커플링된다. I-FFT 블록들(511 및 512)은 각각, 마이크로폰 신호들(x1[n] 및 x2[n])의 평활화된 매그니튜드 스펙트럼들의 시간 도메인 표현들인 신호들(

Figure 112018050028312-pct00006
Figure 112018050028312-pct00007
)을 각각 생성한다. I-FFT 블록(511)은 적응형 필터(514)에 커플링되는 에러 신호 프로세싱 블록(513)에 커플링된다. 적응형 필터(514)는 또한
Figure 112018050028312-pct00008
를 수신하기 위해 I-FFT 프로세싱 블록(512)에 커플링된다. 적응형 필터(514)는 필터(h[n])에 대한 FIR 계수들을 생성하고, 필터(h[n])가 에러 신호 프로세싱 블록(513)에 대한 입력인 피드백 루프를 생성하도록 에러 신호 프로세싱 블록(513)에 추가로 커플링될 수 있다. 적응형 필터(514)에 대한 에러 신호 피드백은
Figure 112018050028312-pct00009
Figure 112018050028312-pct00010
의 컨버전스(convergence)를 획득하도록 적응형 필터의 필터(h[n])에 대한 FIR 계수들을 정제한다. 동일한 계수들이 시간 도메인 신호들(x1[n] 및 x2[n]) 중 하나에 필터를 적용하는 적응형 필터(515)에 의해 적용될 수 있다. [0038] After such processing in the frequency domain, the signals may be converted back to the time domain and used to generate coefficients for the adaptive filter blocks 514 and 515. Thus, the magnitude smoothing blocks 507 and 509 are coupled to an I-FFT (Inverse-Fast Fourier Transform) block 511 and the magnitude smoothing blocks 508 and 510 are coupled to an I-FFT block 512 do. The I-FFT blocks 511 and 512 are used to generate signals (e. G., Signals) that are time domain representations of the smoothed magnitude spectra of the microphone signals x 1 [n] and x 2 [
Figure 112018050028312-pct00006
And
Figure 112018050028312-pct00007
Respectively. The I-FFT block 511 is coupled to an error signal processing block 513 coupled to the adaptive filter 514. The adaptive filter 514 also
Figure 112018050028312-pct00008
FFT processing block 512 to receive the I-FFT processing block 512. The I- The adaptive filter 514 generates FIR coefficients for the filter h [n] and outputs the error signal to the error signal processing block 514 to generate a feedback loop, which is the input to the error signal processing block 513, Lt; RTI ID = 0.0 > 513 < / RTI > The error signal feedback for the adaptive filter 514 is
Figure 112018050028312-pct00009
And
Figure 112018050028312-pct00010
(H [n]) of the adaptive filter to obtain the convergence of the FIR coefficients of the adaptive filter. The same coefficients may be applied by an adaptive filter 515 that applies a filter to one of the time domain signals x 1 [n] and x 2 [n].

[0039] 일부 실시예들에서, I-FFT 프로세싱 블록(511)은 추가로, I-FFT 블록(511)과 에러 신호 프로세싱 블록(513) 사이의 지연 블록(518)에 커플링되며, 이는 지연, 예를 들어, 필터(h[n])에 의해 생성된 단순 지연(

Figure 112018050028312-pct00011
)을 부과하여서,
Figure 112018050028312-pct00012
가 지연 블록(518)의 출력이 되며,
Figure 112018050028312-pct00013
는 에러 신호가 에러 신호 프로세싱 블록(513)에서 계산될 때, 적응형 필터(514)를 통과한
Figure 112018050028312-pct00014
와 동기화된다. [0039] In some embodiments, the I-FFT processing block 511 is further coupled to a delay block 518 between the I-FFT block 511 and the error signal processing block 513, , For example, a simple delay (e < RTI ID = 0.0 >
Figure 112018050028312-pct00011
),
Figure 112018050028312-pct00012
Is the output of delay block 518,
Figure 112018050028312-pct00013
When the error signal is computed in the error signal processing block 513, passes through the adaptive filter 514
Figure 112018050028312-pct00014
≪ / RTI >

[0040] 프로세싱 블록들(503 및 504)을 다시 참조하면, 블록들(503 및 504)은 입력 신호들을 버퍼링, 중첩 및/또는 윈도윙(windowing)하고, 그 후 다음 등식에 기초하여 주파수 도메인으로 컨버팅함으로써 신호들을 프로세싱할 수 있다:[0040] Referring back to processing blocks 503 and 504, blocks 503 and 504 buffer, overlap, and / or window the input signals, The signals can be processed by converting:

Figure 112018050028312-pct00015
Figure 112018050028312-pct00015

여기서, w[n]은 윈도윙 함수이고, xi[n, m]은 m번째 수퍼프레임에 대응하는 버퍼링되고 중첩된 입력 신호이고, N은 튜닝 가능한 파라미터를 통해 변경될 수 있는 FFT 크기이고, l은 주파수 빈 인덱스(frequency bin index)이다. 중첩은 50 %로 고정될 수 있으며 Kaiser-Bessel 유도 윈도우가 이 분석 스테이지에서 사용될 수 있다. 매그니튜드 응답 등화 시스템들 및 방법들의 성능은 전체적으로 윈도우 함수에 의해 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 직사각형 윈도우 이외의 윈도우가 적용될 수 있다. Where n [n] is the windowing function, xi [n, m] is the buffered and superimposed input signal corresponding to the m-th superframe, N is the FFT size that can be changed through tunable parameters, l Is a frequency bin index. The overlap can be fixed at 50% and a Kaiser-Bessel induction window can be used in this analysis stage. The performance of magnitude responsive equalization systems and methods is not limited by the window function as a whole. In some embodiments, a window other than a rectangular window may be applied.

[0041] 이제 프로세싱 블록들(507, 508, 509 및 510)을 참조하면, 매그니튜드 스펙트럼은 복소 주파수 스펙트럼으로부터 컴퓨팅되고 다음 등식에 기초하여 1차 지수 평균화 필터를 사용하여 평활화될 수 있다 : [0041] Referring now to processing blocks 507, 508, 509, and 510, the magnitude spectrum can be computed from the complex frequency spectrum and smoothed using a first order exponential averaging filter based on the following equation:

Figure 112018050028312-pct00016
,
Figure 112018050028312-pct00016
,

여기서 α는 사용자 또는 프로세서 상에서 실행되는 알고리즘에 의해 변경될 수 있는 평활화 파라미터이다. Where alpha is a smoothing parameter that can be changed by the user or an algorithm running on the processor.

[0042] 그 후, 평활화된 매그니튜드 스펙트럼은 다음의 등식에 기초하여 블록들(511 및 512)에서 역 푸리에 변환을 사용하여 시간 도메인으로 변환될 수 있다 :[0042] The smoothed magnitude spectrum may then be transformed into the time domain using inverse Fourier transforms in blocks 511 and 512 based on the following equation:

Figure 112018050028312-pct00017
Figure 112018050028312-pct00017

[0043] 출력 신호(

Figure 112018050028312-pct00018
)는 입력 신호(xi[n])가 컬러링 필터(gi[n])에 의해 화이트 노이즈 신호를 필터링함으로써 획득되는 것으로 가정함으로써 해석될 수 있다. The output signal (
Figure 112018050028312-pct00018
) Can be interpreted by assuming that the input signal x i [n] is obtained by filtering the white noise signal by the coloring filter g i [n].

[0044] WSS(wide sense stationary system)에 대해, [0044] For a wide sense stationary system (WSS)

Figure 112018050028312-pct00019
이고,
Figure 112018050028312-pct00019
ego,

여기서,

Figure 112018050028312-pct00020
는 입력 신호(xi[n])의 파워 스펙트럼 밀도이고,
Figure 112018050028312-pct00021
는 컬러링 필터의 주파수 응답이고,
Figure 112018050028312-pct00022
는 여기 화이트 노이즈 신호의 주파수 응답이다. WSS 가정에 있어서, 출력 신호(
Figure 112018050028312-pct00023
)는 다음과 같이 작성될 수 있다:here,
Figure 112018050028312-pct00020
Is the power spectral density of the input signal x i [n]
Figure 112018050028312-pct00021
Is the frequency response of the coloring filter,
Figure 112018050028312-pct00022
Is the frequency response of the white noise signal here. In the WSS hypothesis, the output signal (
Figure 112018050028312-pct00023
) Can be written as:

Figure 112018050028312-pct00024
.
Figure 112018050028312-pct00024
.

[0045] 따라서, 신호(

Figure 112018050028312-pct00025
)는 컬러링 필터(gi[n])의 매그니튜드 응답 정보만을 포함한다. MRE 시스템 및 방법들의 목적은 컬러링 필터들의 매그니튜드 응답을 추정하고 컬러링 필터들 중 하나의 매그니튜드 응답을 다른 것에 대한 매그니튜드 응답과 매칭시키는 등화 필터를 설계하는 것이다. 이 등화 필터의 매그니튜드 응답은 다음과 같을 수 있다:[0045] Therefore, the signal (
Figure 112018050028312-pct00025
) Contains only the magnitude response information of the coloring filter g i [n]. The objective of the MRE system and methods is to design an equalization filter that estimates the magnitude response of the coloring filters and matches the magnitude response of one of the coloring filters with the magnitude response of the other. The magnitude response of this equalization filter may be:

Figure 112018050028312-pct00026
Figure 112018050028312-pct00026

[0046] 매그니튜드 차이 보상은 종래 기술에서 행해진 바와 같이, 마이크로폰 신호들 중 하나의 복소 스펙트럼에 실제 이득 함수를 곱함으로써 주파수 도메인에서 구현될 수 있다. 그러나, 주파수 도메인에서의 이러한 스케일링은 합성된 시간 도메인 신호에 아티팩트들을 도입할 수 있다. 본원에서 설명된 실시예들은 시간 도메인 필터, 예를 들어, FIR 필터를 통한 등화를 대신 수행한다. 필터 계수들은 마이크로폰 신호들의 평활화된 매그니튜드 스펙트럼의 시간 도메인 표현 상에서 동작하는 적응형 필터를 통해 추정된다. 일부 실시예들에서, 매그니튜드 응답 등화 블록은 매그니튜드 응답 차이들에 대해서만 등화할 수 있다. 그러므로, 계수들은 필터의 위상 응답이 선형이 되도록 제한되는 방식으로 업데이트될 수 있다. 이 선형 위상 응답은 등화된 출력에서 단순한 지연의 도입으로 치환될 수 있다. 적응형 필터에 대한 참조는 다음과 같이 정의된다:[0046] Magnitude difference compensation can be implemented in the frequency domain by multiplying the complex spectrum of one of the microphone signals by a real gain function, as was done in the prior art. However, such scaling in the frequency domain may introduce artifacts into the synthesized time domain signal. Embodiments described herein perform a time domain filter, e. G., Equalization through a FIR filter, instead. The filter coefficients are estimated through an adaptive filter operating on a time domain representation of the smoothed magnitude spectrum of the microphone signals. In some embodiments, the magnitude response equalization block may equalize only the magnitude response differences. Therefore, the coefficients can be updated in such a way that the phase response of the filter is limited to be linear. This linear phase response can be replaced by the introduction of a simple delay in the equalized output. The reference to the adaptive filter is defined as:

Figure 112018050028312-pct00027
,
Figure 112018050028312-pct00027
,

여기서 L은 입력 파라미터를 통해 튜닝될 수 있는 필터 계수들의 수이다. 에러 신호는 그 후, 다음의 등식에 의해 주어진다. Where L is the number of filter coefficients that can be tuned through the input parameters. The error signal is then given by the following equation.

Figure 112018050028312-pct00028
,
Figure 112018050028312-pct00028
,

여기서,

Figure 112018050028312-pct00029
는, 매그니튜드 스펙트럼이 필터 계수들에 의해 필터링되는 기준 신호에 의해 매칭되어야 하는 신호의 지연된 버전이다. 제한되지 않은 적응형 필터에 대한 필터 계수들은 다음과 같이 NLMS(normalized least mean squares) 리커시브 업데이트 등식을 사용하여 획득될 수 있다 :here,
Figure 112018050028312-pct00029
Is a delayed version of the signal whose magnitude spectrum should be matched by the reference signal filtered by the filter coefficients. The filter coefficients for the unconstrained adaptive filter can be obtained using a normalized least mean squares (NLMS) recursive update equation as follows:

Figure 112018050028312-pct00030
,
Figure 112018050028312-pct00030
,

여기서,

Figure 112018050028312-pct00031
는 0에 의한 나눗셈을 방지하기 위한 작은 정규화 요소이다. 선형 위상 제한 적응형 필터 업데이트 등식은 선형 위상 FIR 필터의 계수 대칭 속성들의 이용을 통해 위의 등식을 수정함으로써 획득될 수 있다. FIR 필터의 이동 평균 형태는 다음 등식에 의해 주어질 수 있다:here,
Figure 112018050028312-pct00031
Is a small normalization factor to prevent division by zero. The linear phase limited adaptive filter update equation can be obtained by modifying the above equation through the use of the coefficient symmetry properties of a linear phase FIR filter. The moving average form of the FIR filter can be given by the following equation:

Figure 112018050028312-pct00032
Figure 112018050028312-pct00032

[0047] 유형 I 선형 위상 FIR 시스템에 대해, 계수들은 다음 등식에 정의된 바와 같이 짝수 대칭 및 홀수 길이가 되도록 제한될 수 있고:[0047] For a Type I linear phase FIR system, the coefficients may be limited to be even symmetric and odd lengths as defined in the following equation:

Figure 112018050028312-pct00033
Figure 112018050028312-pct00033

이 필터에 의해 도입된 지연은 (L-1)/2개의 샘플들일 수 있다. 이 필터의 출력은 다음과 같이 정의할 수 있다 The delay introduced by this filter may be (L-I) / 2 samples. The output of this filter can be defined as follows

Figure 112018050028312-pct00034
.
Figure 112018050028312-pct00034
.

[0048] 따라서, 기준 버퍼를 재정렬함으로써, 선형 위상 FIR 필터 계수들은 표준 NLMS 업데이트 등식을 사용하여 추정될 수 있다. 특히, 기준 벡터 및 계수 벡터는 다음과 같이 감소될 수 있다 : [0048] Thus, by reordering the reference buffer, the linear phase FIR filter coefficients can be estimated using the standard NLMS update equation. In particular, the reference vector and the coefficient vector may be reduced as follows:

Figure 112018050028312-pct00035
Figure 112018050028312-pct00035

Figure 112018050028312-pct00036
.
Figure 112018050028312-pct00036
.

[0049] 유형 1 선형 위상 필터에서 고유한 계수들의 수는 ((L-1)/2 + 1)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 이들 고유한 계수들만이 추정될 수 있다. 선형 위상 제한 FIR 필터에 대한 NLMS 업데이트 등식은 다음의 등식에서 도시된 바와 같이 수정될 수 있다[0049] The number of coefficients inherent in a type 1 linear phase filter may be ((L-1) / 2 + 1). In some embodiments, only these unique coefficients can be estimated. The NLMS update equation for a linear phase limited FIR filter may be modified as shown in the following equation

Figure 112018050028312-pct00037
.
Figure 112018050028312-pct00037
.

[0050] 지연(λ)는 에러 신호를 유도하기 위해 (L-1)/2개의 샘플들에 대해 세팅될 수 있다. 그 후, 적응 레이트는 튜닝 가능한 파라미터를 통해 튜닝되거나, 사용자에 의해 선택되거나 또는 프로세서에 의해 결정될 수 있다. 신호(

Figure 112018050028312-pct00038
)의 자동-상관은 다음 등식에서 도시된 바와 같이 입력 신호(xi[n])와 동일할 수 있다:The delay (lambda) may be set for (L-1) / 2 samples to derive an error signal. The adaptive rate may then be tuned through a tunable parameter, selected by the user, or determined by the processor. signal(
Figure 112018050028312-pct00038
) May be equal to the input signal x i [n] as shown in the following equation:

Figure 112018050028312-pct00039
,
Figure 112018050028312-pct00039
,

여기서 p는 자동-상관 래그 인덱스(auto-correlation lag index)이다. 이 관계는 신호들(

Figure 112018050028312-pct00040
)에 기초하여 구현되는 적응형 필터의 컨버전스 속성들이 원래의 입력 신호들(xi[n])의 자동-상관 속성들에 의해 관리될 수 있음을 의미한다. Where p is the auto-correlation lag index. This relationship is based on signals (
Figure 112018050028312-pct00040
) Can be managed by the auto-correlation attributes of the original input signals x i [n].

[0051] 등화 필터 계수들이 매그니튜드 스펙트럼과 등가의 시간 도메인으로부터 추정될 때, 필터는 원시 입력 신호(x2[n])에 별개로 적용될 수 있다. 특히, 등화된 출력은 다음 등식에 의해 정의될 수 있다[0051] When the equalization filter coefficients are estimated from the time domain equivalent to the magnitude spectrum, the filter can be applied separately to the raw input signal x 2 [n]. In particular, the equalized output can be defined by the following equation

Figure 112018050028312-pct00041
.
Figure 112018050028312-pct00041
.

[0052] 비등화 입력은 다음 등식에 의해 주어진 선형 위상 FIR 필터에 의해 도입된 지연을 보상하도록 지연될 수 있다:The non-equalized input can be delayed to compensate for the delay introduced by the linear phase FIR filter given by the following equation:

Figure 112018050028312-pct00042
.
Figure 112018050028312-pct00042
.

[0053] 지연 블록(518)의 출력은 y1[n]일 수 있고, 적응형 필터(514)의 출력은 y2[n]일 수 있다. 신호들(y1[n] 및 y2[n])은 빔포밍 애플리케이션들(예를 들어, 빔포밍 또는 공간 필터링)을 위해 추가로 필터링될 수 있다. 예를 들어, y1[n] 및 y2[n]에 있어서의 빔포밍은 신호들(x1[n] 및 x2[n])을 필터링하는 것을 포함할 수 있다. 신호들(x1[n] 및 x2[n]) 중 적어도 하나의 위상 또는 매그니튜드를 변경하도록 신호들(x1[n] 및 x2[n])을 필터링하는 것은 신호들(x1[n] 및 x2[n]) 내의 신호들을 증폭 또는 널화(nullify)하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, y1[n] 및 y2[n]을 사용한 빔포밍 필터링은 예를 들어, 신호들(x1[n] 및 x2[n])을 생성하는 센서들 사이의 공간적 관계에 의해 적어도 부분적으로 야기되는 y1[n]와 y2[n] 사이의 매그니튜드 및 위상 시프트 차이들을 계산함으로써 신호 소스의 위치를 검출하는데 사용될 수 있다. [0053] The output of the delay block 518 may be y 1 [n] and the output of the adaptive filter 514 may be y 2 [n]. The signal (y 1 [n] and y 2 [n]) can be further filtered for the beam-forming applications (e.g., beam-forming or spatial filter). For example, the beamforming at y 1 [n] and y 2 [n] may include filtering the signals x 1 [n] and x 2 [n]. The signal s (x 1 [n] and x 2 [n]) is for filtering at least one of the signals to change the phase or magnitude (x 1 [n] and x 2 [n]) of the signal (x 1 [ n] and x2 [n]). In some embodiments, the beamforming filtering using y 1 [n] and y 2 [n] may be performed in a spatial-temporal manner, for example, between sensors producing signals x 1 [n] and x 2 [n] Can be used to detect the position of the signal source by calculating the magnitude and phase shift differences between y 1 [n] and y 2 [n] that are at least partially caused by the relationship.

[0054] 도 6a는 Mic1 및 Mic2로 라벨링된 2개의 입력 센서들의 스펙트럼 플롯을 예시한다. 이 도면은 본원에서 개시된 시스템들 및 방법들에 의해 해결되는 문제를 강조한다. 도 6a의 Mic1 및 Mic2와 같이 상이한 스펙트럼 응답들을 갖는 2개의 센서들의 데이터 사이의 신호 비교들은 빔포밍과 같은 신호에 관한 추가 프로세싱을 수행하기 위해 등화되어야 한다. 도 6b는, Mic2로부터의 필터링된 원시 데이터의 스펙트럼 플롯과 함께 플로팅되는 Mic1의 원시 데이터의 스펙트럼 플롯을 예시하며, 여기서 Mic2 원시 데이터는 본원에서 설명된 시스템들 및 방법들의 일 실시예를 사용하여 필터링되었다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 필터링된 Mic2 신호(606)는 Mic1 신호(608)의 매그니튜드 응답과 매칭하도록 관련 주파수 스펙트럼에 걸쳐 등화된다. Mic1과 Mic2 사이의 비교 신호 분석은, 신호들(Mic1 및 Mic2)을 생성하는 제 1 및 제 2 마이크로폰들의 본질적 또는 환경적 차이에 의해 보통은 야기되었을 신호 프로세싱 에러들을 제거함으로써 본원의 실시예에 의해 강화될 수 있다. [0054] FIG. 6a illustrates a spectral plot of two input sensors labeled Mic1 and Mic2. This drawing highlights the problems solved by the systems and methods disclosed herein. Signal comparisons between the data of two sensors with different spectral responses, such as Micl and Mic2 in Figure 6a, must be equalized to perform further processing on the signal, such as beamforming. 6B illustrates a spectral plot of the raw data of Mic1 that is plotted with a spectral plot of the filtered raw data from Mic2 where the Mic2 raw data is filtered using one embodiment of the systems and methods described herein . As shown in FIG. 6B, the filtered Mic2 signal 606 is equalized across the associated frequency spectrum to match the magnitude response of the Mic1 signal 608. The comparison signal analysis between Mic1 and Mic2 may be performed by embodiments herein by eliminating signal processing errors that would normally have been caused by intrinsic or environmental differences of the first and second microphones that produce the signals Mic1 and Mic2 Can be strengthened.

[0055] 일부 환경들에서, 입력 신호는 노이즈 및 음성으로 구성되며 음성 및 노이즈의 상대적 매그니튜드 스펙트럼은 매우 상이할 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 매그니튜드 스펙트럼을 항상 매칭시키는 것은 바람직하지 않은 결과들을 야기할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들은 추가로, 평활화된 매그니튜드 스펙트럼 추정이 인에이블되는 시간 인스턴스들을 제어하는 적응형 인에이블 입력 신호를 포함한다. 적응형 필터는, 평활화된 매그니튜드 스펙트럼 추정이 인에이블 될 때만 입력 신호들(

Figure 112018050028312-pct00043
)이 변하기 때문에, 적응형 인에이블 입력 신호 제어 신호가 참일 때만 업데이트될 수 있다. [0055] In some circumstances, the input signal is composed of noise and voice, and the relative magnitude spectrum of voice and noise may be very different. In such scenarios, always matching the magnitude spectrum can cause undesirable results. Accordingly, some embodiments further include an adaptive enable input signal that controls time instances during which smoothed magnitude spectrum estimation is enabled. The adaptive filter is used only when the smoothed magnitude spectrum estimation is enabled,
Figure 112018050028312-pct00043
Is changed, it can be updated only when the adaptive enable input signal control signal is true.

[0056] 일부 실시예들에서, 시간 도메인에서 신호들을 등화시키기 위한 적응형 필터를 생성하는데 있어 사용되는 매그니튜드 응답은 신호들의 시간 도메인 표현들의 통계적 근사들을 사용하여 계산될 수 있다. 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 시간 도메인에서 매그니튜드 응답을 매칭시키기 위한 예시적인 신호 프로세싱 흐름이다. 적응형 필터는, 예를 들어, 자동-회귀 기술들 및

Figure 112018050028312-pct00044
근사를 사용하여 발견된 신호들의 매그니튜드 응답에 기초할 수 있다. 도 7은 입력 신호들(x1[n] 및 x2[n])이 블록들(701 및 702)에서 각각 수신되는 본 발명의 방법들의 실시예를 예시한다. 블록(703)은 신호(x1[n])의 AR(Auto-Regressive) 모델 파라미터들의 추정을 계산하고, 블록(704)은 신호(x2[n])의 AR 모델 파라미터들의 추정을 계산한다. 다음으로, ARMA(Auto-Regressive Moving Average) 모델 파라미터들은 블록(705)에서, 신호들(x1[n] 및 x2[n]) 사이의 매그니튜드 응답 차이에 대응하도록 계산된다. 그 후, ARMA 모델 파라미터들은 블록(706)에서, 입력 신호들(x1[n] 및 x2[n]) 사이의 매그니튜드 응답 차이에 대응하는 시간 도메인 임펄스 응답을 추정하는데 사용될 수 있다. 추정된 시간 도메인 임펄스 응답은 선형 위상을 갖는 시간 도메인 임펄스 응답 필터를 생성하도록 제한될 수 있다. 그 후, 신호들 중 하나, 예컨대, x2[n]는 블록(708)에서, 블록들(706 및 707)에서 계산된 제한된 시간 도메인 임펄스 응답을 사용하여 필터링된다. 부가적으로, 필터링되지 않은 신호(x1[n])는 일부 실시예들에서, 블록(708)에서 적용된 시간 도메인 임펄스 응답 필터에 의해 야기된 지연을 보상하도록 지연될 수 있다. [0056] In some embodiments, the magnitude response used in generating the adaptive filter for equalizing signals in the time domain may be calculated using statistical approximations of the time domain representations of the signals. 7 is an exemplary signal processing flow for matching a magnitude response in the time domain in accordance with one embodiment of the present disclosure. Adaptive filters may be used, for example,
Figure 112018050028312-pct00044
May be based on the magnitude response of the signals found using approximations. Figure 7 illustrates an embodiment of input signals (x 1 [n] and x2 [n]), the blocks 701 and 702 respectively receiving method of the present invention is from. Block 703 computes an estimate of AR (Auto-Regressive) model parameters of signal x 1 [n] and block 704 computes an estimate of AR model parameters of signal x 2 [n]. Next, the Auto-Regressive Moving Average (ARMA) model parameters are calculated in block 705 to correspond to the magnitude response difference between signals x 1 [n] and x 2 [n]. The ARMA model parameters may then be used at block 706 to estimate the time domain impulse response corresponding to the magnitude response difference between the input signals x 1 [n] and x 2 [n]. The estimated time domain impulse response may be limited to produce a time domain impulse response filter with a linear phase. One of the signals, e.g., x2 [n], is then filtered, at block 708, using the limited time domain impulse response computed at blocks 706 and 707. Additionally, the unfiltered signal (x 1 [n]) may, in some embodiments, be delayed to compensate for the delay caused by the time domain impulse response filter applied at block 708.

[0057] 적응형 필터는 도 8의 시스템에 도시된 바와 같이 시간 도메인 근사들을 이용하여 계산될 수 있다. 도 8의 시스템은 노드들(801 및 802)에서, 제 1 및 제 2 센서로부터 입력 신호들(x1[n] 및 x2[n])을 각각 수신한다. 노드들(801 및 802)은 각각의 프로세싱 블록들(803 및 804)에 커플링된다. 프로세싱 블록들(803 및 805)은 입력 신호(x1[n])에 대한 LPC(Linear Prediction Coefficient)들을 계산하고, 프로세싱 블록들(804 및 806)은 입력 신호(x2[n])에 대한 LPC들을 계산한다. 일부 실시예들에서, LPC들은 AR(auto-regressive) 모델 파라미터들을 사용하여 추정된다. [0057] The adaptive filter may be computed using time domain approximations as shown in the system of FIG. The system of FIG. 8 receives input signals x 1 [n] and x 2 [n] from the first and second sensors, respectively, at nodes 801 and 802. Nodes 801 and 802 are coupled to respective processing blocks 803 and 804. Processing blocks 803 and 805 calculate LPCs (Linear Prediction Coefficients) for the input signal x 1 [n] and processing blocks 804 and 806 compute LPC Lt; / RTI > In some embodiments, LPCs are estimated using auto-regressive (AR) model parameters.

[0058] 프로세싱 블록(803)은 프로세싱 블록(805)에 커플링되고, 프로세싱 블록(804)은 프로세싱 블록(806)에 커플링된다. 프로세싱 블록들(805 및 806)은 각각 입력 신호들(x1[n] 및 x2[n])에 대한 LPC들을 수신하고, 입력 신호들(x1[n] 및 x2[n])의 ARMA(auto-regressive, moving average) 시스템 계수들 사이의 매그니튜드 응답 차이를 계산한다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 블록들(805 및 806)은 그 후, 입력 신호들(x1[n] 및 x2[n]) 사이의 매그니튜드 차이에 대응하는 시간 도메인 임펄스 응답을 근사화하기 위해 ARMA 계수들을 사용하여

Figure 112018050028312-pct00045
근사를 수행한다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 블록(805)은 추가로 프로세싱 블록(807)에 커플링되고, 프로세싱 블록(806)은 추가로 프로세싱 블록(808)에 커플링된다. 프로세싱 블록들(807 및 808)은 도 5의 블록들(507-510)과 관련하여 설명된 것과 유사한 평활화를 수행한다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 블록들(807 및 808)은 또한, 시간 도메인 임펄스 응답이 선형 위상 응답을 갖도록, 프로세싱 블록들(805 및 806)에서 계산되는 추정된 시간 도메인 임펄스 응답을 제한할 수 있다. 추정된 시간 도메인 임펄스 응답을 제한하는 것은, 예를 들어, 필터링 지연을 적용함으로써 아래에서 설명되는 바와 같이 수행될 수 있다. [0058] Processing block 803 is coupled to processing block 805, and processing block 804 is coupled to processing block 806. Of processing blocks (805 and 806) are input signals (x 1 [n] and x2 [n]) to receive the LPC and the input signal to the (x 1 [n] and x2 [n]), each ARMA ( auto-regressive, moving average) Calculates the magnitude response difference between system coefficients. In some embodiments, processing blocks 805 and 806 may then use an ARMA coefficient to approximate a time domain impulse response corresponding to the magnitude difference between the input signals x 1 [n] and x 2 [n] Using
Figure 112018050028312-pct00045
Perform approximation. In some embodiments, processing block 805 is further coupled to processing block 807, and processing block 806 is further coupled to processing block 808. In some embodiments, Processing blocks 807 and 808 perform a smoothing similar to that described with respect to blocks 507-510 of FIG. In some embodiments, processing blocks 807 and 808 may also limit the estimated time domain impulse response computed in processing blocks 805 and 806 such that the time domain impulse response has a linear phase response . Limiting the estimated time domain impulse response can be performed as described below, for example, by applying a filtering delay.

[0059] 프로세싱 블록(807)은 에러 신호가 계산되는 에러 신호 프로세싱 블록(809)에 커플링된다. 프로세싱 블록(808)은 적응형 필터(810)에 커플링되며, 여기서 시간 도메인 임펄스 응답 계수들이 적응형 필터를 생성하는데 사용된다. 적응형 필터(810)는 추가로 피드백 루프를 통해 에러 신호 프로세싱 블록(809)에 커플링된다. 적응형 필터(810)는 프로세싱 블록(811)에서 원래의 입력 신호(x2[n])에 적용되는 필터(h[n])를 생성한다. 일부 실시예들은 시간 도메인 임펄스 응답의 지연을 계산하기 위해 프로세싱 블록(807)과 에러 신호 프로세싱 블록(809) 사이에 커플링된 지연 블록(812)을 포함할 수 있다. 지연 블록(812)으로부터의 계산된 지연은, x2[n]이 프로세싱 블록(811)에서 적응성 필터(h[n])에 의해 필터링된 후에, 입력 신호들(x1[n] 및 x2[n])을 동기화된 채로 유지하도록 필터링되지 않은 신호(도 8에 도시되지 않음)(x1[n])에 적용될 수 있다. [0059] Processing block 807 is coupled to error signal processing block 809 where the error signal is computed. Processing block 808 is coupled to adaptive filter 810, where time domain impulse response coefficients are used to generate the adaptive filter. The adaptive filter 810 is further coupled to the error signal processing block 809 via a feedback loop. The adaptive filter 810 generates a filter h [n] to be applied to the original input signal x2 [n] in the processing block 811. [ Some embodiments may include a delay block 812 coupled between the processing block 807 and the error signal processing block 809 to calculate the delay of the time domain impulse response. The computed delay from the delay block 812 is computed from the input signals x 1 [n] and x 2 [n] after the x 2 [n] has been filtered by the adaptive filter h [n] (not shown in FIG. 8) (x 1 [n]) so as to keep the signal [n] in synchronization.

[0060] 예를 들어, 일 실시예에서, 프로세싱 블록들(803 및 804)은 다음의 등식에 기초하여 LPC(linear prediction coefficient)들을 계산할 수 있다:[0060] For example, in one embodiment, processing blocks 803 and 804 may compute linear prediction coefficients (LPCs) based on the following equation:

Figure 112018050028312-pct00046
Figure 112018050028312-pct00046

여기서, here,

Figure 112018050028312-pct00047
이고,
Figure 112018050028312-pct00047
ego,

Figure 112018050028312-pct00048
이다.
Figure 112018050028312-pct00048
to be.

[0061] 파라미터들(

Figure 112018050028312-pct00049
)은 다음의 등식에 기초하여 자동-상관 시퀀스의 추정을 통해 Levinson's-Durbin 알고리즘을 사용하여 추정될 수 있다:The parameters (
Figure 112018050028312-pct00049
) Can be estimated using the Levinson's-Durbin algorithm through the estimation of the auto-correlation sequence based on the following equation:

Figure 112018050028312-pct00050
Figure 112018050028312-pct00050

[0062] 일부 실시예들에서, 프로세싱 블록(805 및 806)에서 계산된 매그니튜드 응답 차이는 다음과 같이 정의될 수 있다 :[0062] In some embodiments, the magnitude response difference computed in processing blocks 805 and 806 may be defined as:

Figure 112018050028312-pct00051
Figure 112018050028312-pct00051

[0063] 위에서 설명된 LPC 계수들을 계산하는 일부 실시예들에서, 적응형 필터는 다음 등식에 의해 정의될 수 있다 :[0063] In some embodiments for calculating the LPC coefficients described above, the adaptive filter may be defined by the following equation:

Figure 112018050028312-pct00052
Figure 112018050028312-pct00052

[0064] 프로세싱 블록들(805 및 806)이 Pade 근사를 적용할 때, H(z)로 표현되는 ARMA(auto-regressive, moving average system) 및

Figure 112018050028312-pct00053
로 표현되는 이동 평균은 다음의 등식에 정의된 바와 같이 대략적으로 동일할 수 있다:[0064] When processing blocks 805 and 806 apply a Pade approximation, an auto-regressive, moving average system (ARMA), denoted H (z)
Figure 112018050028312-pct00053
Can be roughly the same as defined in the following equation: < RTI ID = 0.0 >

Figure 112018050028312-pct00054
.
Figure 112018050028312-pct00054
.

그 후, 근사는 다음 등식에 의해 정의된 바와 같이 전개되어 표현될 수 있다:The approximation can then be expanded and expressed as defined by the following equation:

Figure 112018050028312-pct00055
일 때,
Figure 112018050028312-pct00055
when,

Figure 112018050028312-pct00056
.
Figure 112018050028312-pct00056
.

그 후, 계수들(b0 ... bM)은 등식들의 선형 시스템들을 생성하도록 좌측 상의 분모를 우측으로 전달(carrying)하고 계수들을 등화시킴으로써 풀어질 수 있다. The coefficients b 0 ... b M can then be solved by carrying the denominator on the left to the right and equalizing the coefficients to produce linear systems of equations.

[0065] 계수들은 예컨대, 필터링 지연을 적용함으로써 선형 위상으로 제한될 수 있다. 예를 들어, 근사는 그 후 다음 등식에 의해 전개되어 표현될 수 있다:[0065] The coefficients may be limited to a linear phase, for example, by applying a filtering delay. For example, the approximation can then be expanded and expressed by the following equation:

Figure 112018050028312-pct00057
Figure 112018050028312-pct00057

선형 등식들의 세트는, 프로세싱 블록들(810 및 811)의 필터(h[n])에서 사용될 계수들의 제한된 세트를 생성하기 위해, 위에서 논의된 바와 같이 다항식들을 등화시키도록 이 등식으로부터 유사하게 공식화될 수 있다. 그 후, 등식들의 선형 시스템은 계수들(b0, ..., bh)을 획득하도록 풀어질 수 있다. The set of linear equations may be similarly formulated from this equation to equalize the polynomials as discussed above in order to generate a limited set of coefficients to be used in the filter h [n] of the processing blocks 810 and 811 . The linear system of equations can then be solved to obtain the coefficients b 0 , ..., b h .

[0066] 일부 실시예들에서, 에러 신호 프로세싱 블록(809)에서 계산된 에러 신호는 다음의 등식에 기초하여 계산될 수 있다 :[0066] In some embodiments, the error signal calculated in the error signal processing block 809 may be calculated based on the following equation:

Figure 112018050028312-pct00058
.
Figure 112018050028312-pct00058
.

[0067] 일부 환경들에서, 입력 신호는 노이즈 및 음성으로 구성되며 음성 및 노이즈의 상대적 매그니튜드 스펙트럼은 매우 상이할 수 있다. 이러한 시나리오들에서, 매그니튜드 스펙트럼을 항상 매칭시키는 것은 바람직하지 않은 결과들을 야기할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들은 추가로, 매그니튜드 등화 프로세싱 블록들(803-811) 중 임의의 것이 인에이블되는 시간 인스턴스들을 제어하는 적응형 인에이블 입력 신호를 포함한다. 프로세싱 블록(811)의 적응형 필터(h[n]), 매그니튜드 등화 프로세싱 블록들이 인에이블될 때만 입력 신호들(

Figure 112018050028312-pct00059
)이 변하기 때문에, 적응형 인에이블 입력 신호 제어 신호가 참일 때만 업데이트될 수 있다. [0067] In some circumstances, the input signal is composed of noise and speech, and the relative magnitude spectrum of voice and noise can be very different. In such scenarios, always matching the magnitude spectrum can cause undesirable results. Accordingly, some embodiments further include an adaptive enable input signal that controls time instances during which any of the magnitude equalization processing blocks 803-811 are enabled. The adaptive filter h [n] of the processing block 811, only when the magnitude equalization processing blocks are enabled,
Figure 112018050028312-pct00059
Is changed, it can be updated only when the adaptive enable input signal control signal is true.

[0068] 위에서 설명된 시간 도메인 적응형 필터 및 다른 컴포넌트들 및 방법들은 모바일 디바이스의 근거리 및/또는 원거리 마이크로폰들로부터 수신된 신호들을 프로세싱하도록 모바일 디바이스와 같은 디바이스의 오디오 제어기에서 구현될 수 있다. 모바일 디바이스는 예를 들어, 모바일 폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터 또는 무선 이어폰일 수 있다. 디바이스의 애플리케이션 프로세서와 같은 모바일 디바이스의 프로세서는 도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 7 및/또는 도 8을 참조하여 위에서 설명된 것들과 같은 프로세싱 기술 또는 프로세싱을 위한 다른 회로를 구현할 수 있다. 대안적으로, 모바일 디바이스는 DSP(digital signal processor)와 같이 이들 기능들을 수행하기 위한 특정 하드웨어를 포함할 수 있다. 제어기는 프로세서, DSP(digital signal processor), 및/또는 신호 프로세싱과 관련된 다른 회로를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기는 AEC(adaptive echo cancellation), ANC(adaptive noise cancellation), PWM(pulse width modulator)들 및/또는 오디오 증폭기들과 같은 다른 오디오 프로세싱 회로와 함께 오디오 코더/디코더(CODEC) 칩에 통합될 수 있다. [0068] The time domain adaptive filters and other components and methods described above may be implemented in an audio controller of a device, such as a mobile device, to process signals received from the near and / or far distance microphones of the mobile device. The mobile device may be, for example, a mobile phone, a tablet computer, a laptop computer, or a wireless earphone. A processor of a mobile device, such as a device's application processor, may implement other processing techniques or processing circuitry as described above with reference to Figures 2, 3, 4, 5, 7, have. Alternatively, the mobile device may include specific hardware for performing these functions, such as a digital signal processor (DSP). The controller may include a processor, a digital signal processor (DSP), and / or other circuitry associated with signal processing. In some embodiments, the controller is coupled to an audio coder / decoder (CODEC) with other audio processing circuitry such as adaptive echo cancellation (AEC), adaptive noise cancellation (ANC), pulse width modulators (PWM) Chip. ≪ / RTI >

[0069] 도 3, 도 4, 도 5, 도 7 및 도 8의 개략적인 흐름도들은 일반적으로 로지컬 흐름도로서 기술된다. 따라서, 도시된 순서 및 라벨링된 단계들은 개시된 방법의 양상을 표시한다. 예시된 방법의 하나 또는 그 초과의 단계들 또는 그의 부분들에 대해 기능, 로직 또는 효과 면에서 등가인 다른 단계들 및 방법들이 고려될 수 있다. 부가적으로, 사용된 포맷 및 심볼들은 방법의 로지컬 단계들을 설명하기 위해 제공되며, 방법의 범위를 제한하지 않는 것으로 이해된다. 다양한 화살표 유형들 및 라인 유형들이 흐름도에 사용될 수 있지만, 이들은 대응하는 방법의 범위를 제한하지 않는 것으로 이해된다. 실제로, 일부 화살표들 또는 다른 커넥터들이 단지 방법의 로지컬 흐름만을 표시하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 화살표는 도시된 방법의 열거된 단계들 사이에서 특정되지 않은 기간의 대기 또는 모니터링 기간을 표시할 수 있다. 부가적으로, 특정 방법이 발생하는 순서는 도시된 해당 단계들의 순서를 엄격하게 준수할 수 있거나 준수하지 않을 수 있다. [0069] The schematic flow charts of Figures 3, 4, 5, 7, and 8 are generally described as a logical flow chart. Accordingly, the order shown and labeled steps represent aspects of the disclosed method. Other steps and methods that are equivalent in function, logic, or effect to one or more steps or portions thereof of the illustrated method may be contemplated. Additionally, the format and symbols used are provided to illustrate the logical steps of the method, and are understood to not limit the scope of the method. While various arrow types and line types may be used in the flow diagrams, it is understood that they do not limit the scope of the corresponding method. Indeed, some arrows or other connectors may only be used to indicate the logical flow of the method. For example, the arrows may indicate a waiting or monitoring period of time that is not specified between the listed steps of the depicted method. Additionally, the order in which a particular method occurs may or may not strictly adhere to the order of the steps shown.

[0070] 펌웨어 및/또는 소프트웨어로 구현되는 경우, 위에서 설명된 기능들은 컴퓨터-판독 가능 매체 상에 하나 또는 그 초과의 명령들 또는 코드로서 저장될 수 있다. 예들은, 데이터 구조로 인코딩된 비-일시적인 컴퓨터-판독 가능 매체들 및 컴퓨터 프로그램으로 인코딩된 컴퓨터-판독 가능 매체들을 포함한다. 컴퓨터-판독 가능 매체들은 물리적 컴퓨터 저장 매체들을 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 그러한 컴퓨터-판독 가능 매체들은, RAM(randomaccess memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically-erasable programmable read-only memory), CD-ROM(compact disc read-only memory) 또는 다른 광학 디스크 저장소, 자기 디스크 저장 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 원하는 프로그램 코드를 저장하는데 사용될 수 있고, 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 디스크(disk 및 disc)는 CD(compact disc)들, 레이저 디스크(disc)들, 광학 디스크(disc)들, DVD(digital versatile disc)들, 플로피 디스크(disk)들 및 블루-레이 디스크(disc)들을 포함한다. 일반적으로, 디스크(disk)들은 데이터를 자기적으로 재생하고, 디스크(disc)들은 데이터를 광학적으로 재생한다. 위의 것들의 결합들이 또한 컴퓨터-판독 가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다. [0070] When implemented in firmware and / or software, the functions described above may be stored as one or more instructions or code on a computer-readable medium. Examples include non-transitory computer-readable media encoded in a data structure and computer-readable media encoded with a computer program. Computer-readable media include physical computer storage media. The storage medium may be any available media that can be accessed by a computer. By way of example, and not limitation, such computer-readable media can comprise random-access memory (RAM), read-only memory (ROM), electrically-erasable programmable read-only memory (EEPROM) ) Or any other optical disk storage, magnetic disk storage or other magnetic storage devices, or any other medium which can be used to store the desired program code in the form of instructions or data structures, and which can be accessed by a computer . Disks and discs are used to store information such as compact discs (CDs), laser discs, optical discs, digital versatile discs (DVD), floppy discs and Blu- . Generally, discs reproduce data magnetically, and discs reproduce data optically. Combinations of the above should also be included within the scope of computer-readable media.

[0071] 컴퓨터 판독-가능 매체 상의 저장에 부가하여, 명령들 및/또는 데이터는 통신 장치에 포함된 송신 매체들 상에서 신호들로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 통신 장치는, 명령들 및 데이터를 표시하는 신호들을 갖는 트랜시버를 포함할 수 있다. 명령들 및 데이터는 하나 또는 그 초과의 프로세서들로 하여금, 청구항들에서 약술된 기능들을 구현하게 하도록 구성된다. [0071] In addition to storing on a computer readable medium, instructions and / or data may be provided as signals on transmission media included in a communication device. For example, the communication device may include a transceiver having signals indicative of instructions and data. The instructions and data are configured to cause one or more processors to implement the functions outlined in the claims.

[0072] 본 개시 및 소정의 대표적인 이점들이 상세히 설명되었지만, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 다양한 변화들, 치환들 및 변경들이 본원에서 행해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 본 출원의 범위는, 명세서에서 설명된 프로세스, 머신, 제조, 재료의 조성, 수단, 방법들 및 단계들의 특정한 실시예들로 제한되도록 의도되지는 않는다. 당업자가 본 개시로부터 용이하게 인지할 바와 같이, 본원에서 설명된 대응하는 실시예들과 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 또는 실질적으로 동일한 결과를 달성하는, 현재 존재하거나 추후에 개발될 프로세스들, 머신들, 제조, 재료의 조성, 수단, 방법들, 또는 단계들이 활용될 수 있다. 따라서, 첨부된 청구항들은 그러한 프로세스들, 머신들, 제조, 재료의 조성, 수단, 방법들, 또는 단계들을 그들의 범위 내에 포함하도록 의도된다.[0072] While this disclosure and certain exemplary advantages have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and alterations can be made herein without departing from the spirit and scope of the present disclosure as defined by the appended claims It should be understood. Furthermore, the scope of the present application is not intended to be limited to the specific embodiments of the process, machine, manufacture, composition of materials, means, methods and steps described in the specification. As those skilled in the art will readily appreciate from the present disclosure, there are currently existing or later developed processes, which perform substantially the same functions or achieve substantially the same result as the corresponding embodiments described herein, , Manufacture, composition of matter, means, methods, or steps may be utilized. Accordingly, the appended claims are intended to include within their scope such processes, machines, manufacture, composition of matter, means, methods, or steps.

Claims (24)

방법으로서,
복수의 센서들에 커플링되는 프로세서에 의해, 상기 복수의 센서들로부터 시간 도메인에서 적어도 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호를 수신하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 상기 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호를 상기 시간 도메인으로부터 제 1 주파수 도메인 입력 신호 및 제 2 주파수 도메인 입력 신호로 컨버팅(converting)하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 상기 제 1 주파수 도메인 입력 신호 및 제 2 주파수 도메인 입력 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 시간 도메인 매그니튜드만이 등가인(magnitude only equivalent) 신호 및 제 2 시간 도메인 매그니튜드만이 등가인 신호를 추정하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 시간 도메인 적응형 필터를 사용하여, 상기 제 2 시간 도메인 매그니튜드만이 등가인 신호로 매칭(match)시키기 위해 상기 제 1 시간 도메인 매그니튜드만이 등가인 신호를 필터링하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 상기 제 1 시간 도메인 매그니튜드만이 등가인 신호와 상기 제 2 시간 도메인 매그니튜드만이 등가인 신호 간의 차이를 최소화하기 위해 상기 적응형 필터의 임펄스 응답에 대한 계수들을 업데이팅(update)하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 상기 적응형 필터의 임펄스 응답이 선형 위상 응답을 갖는 것으로 제한되도록 상기 적응형 필터의 업데이트된 계수들을 제한하는 단계; 및
상기 프로세서에 의해, 제한된 시간 도메인 임펄스 응답에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 입력 신호 및 상기 제 2 입력 신호 중 적어도 하나를 필터링하는 단계를 포함하는,
방법.
As a method,
Receiving, by a processor coupled to the plurality of sensors, at least a first input signal and a second input signal in the time domain from the plurality of sensors;
Converting, by the processor, the first input signal and the second input signal from the time domain to a first frequency domain input signal and a second frequency domain input signal;
Wherein the processor is configured to generate a first frequency domain input signal and a second frequency domain input signal based at least in part on the first frequency domain input signal and the second frequency domain input signal, wherein only the first time domain magnitude only equivalent magnitude only equivalent signal and the second time domain magnitude are equivalent Estimating a signal;
Using the time domain adaptive filter, by the processor to filter only the first time domain magnitude equivalent signal to match only the second time domain magnitude to an equivalent signal;
The processor updates the coefficients for the impulse response of the adaptive filter so as to minimize the difference between only the first time domain magnitude equivalent signal and only the second time domain magnitude equivalent signal, ;
Limiting the updated coefficients of the adaptive filter by the processor such that the impulse response of the adaptive filter is limited to having a linear phase response; And
And filtering, by the processor, at least one of the first input signal and the second input signal based at least in part on a limited time domain impulse response.
Way.
삭제delete 제1항에 있어서,
수신된 입력 신호들의 적응형 등화를 제공하기 위해 상기 수신하는 단계, 상기 추정하는 단계, 상기 컨버팅하는 단계, 상기 제한하는 단계, 상기 업데이팅하는 단계 및 상기 필터링하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는,
방법.
The method according to claim 1,
Further comprising repeating the receiving, estimating, converting, limiting, updating and filtering steps to provide adaptive equalization of the received input signals ,
Way.
제1항에 있어서,
상기 제한하는 단계는 상기 필터 계수들을 짝수 대칭 및 홀수 길이가 되도록 제한하는 단계를 포함하고, 상기 필터링하는 단계는 계산되고 제한되는 필터 계수들을 갖는 적응형 필터를 적용하는 단계를 포함하는,
방법.
The method according to claim 1,
Wherein the limiting step comprises limiting the filter coefficients to even symmetric and odd lengths, and wherein filtering comprises applying an adaptive filter having filter coefficients that are computed and limited,
Way.
제1항에 있어서,
상기 필터링에 의해 도입된 지연을 보상하기 위해, 상기 제한된 시간 도메인 임펄스 응답에 기초하여, 필터링되지 않은, 상기 제 1 입력 신호 및 상기 제 2 입력 신호 중 적어도 하나를 지연시키는 단계를 더 포함하는,
방법.
The method according to claim 1,
Further comprising delaying at least one of the first input signal and the second input signal that is not filtered based on the limited time domain impulse response to compensate for the delay introduced by the filtering.
Way.
제1항에 있어서,
상기 제 1 입력 신호 및 필터링된 제 2 입력 신호는 공간 인식을 위해 추가로 필터링되는,
방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first input signal and the filtered second input signal are further filtered for spatial recognition,
Way.
제1항에 있어서,
상기 제 1 입력 신호 및 필터링된 제 2 입력 신호는 빔포밍(beamforming)을 위해 추가로 필터링되는,
방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first input signal and the filtered second input signal are further filtered for beamforming,
Way.
장치로서,
제 1 입력 신호를 수신하도록 구성된 제 1 입력 노드;
제 2 입력 신호를 수신하도록 구성된 제 2 입력 노드;
상기 제 1 입력 노드에 커플링되고 상기 제 2 입력 노드에 커플링되는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는,
시간 도메인에서 상기 제 1 입력 신호 및 상기 제 2 입력 신호를 수신하는 단계;
상기 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호를 상기 시간 도메인으로부터 제 1 주파수 도메인 입력 신호 및 제 2 주파수 도메인 입력 신호로 컨버팅하는 단계;
상기 제 1 주파수 도메인 입력 신호 및 제 2 주파수 도메인 입력 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 시간 도메인 매그니튜드만이 등가인 신호 및 제 2 시간 도메인 매그니튜드만이 등가인 신호를 추정하는 단계;
시간 도메인 적응형 필터를 사용하여, 상기 제 2 시간 도메인 매그니튜드만이 등가인 신호로 매칭시키기 위해 상기 제 1 시간 도메인 매그니튜드만이 등가인 신호를 필터링하는 단계;
상기 제 1 시간 도메인 매그니튜드만이 등가인 신호와 상기 제 2 시간 도메인 매그니튜드만이 등가인 신호 간의 차이를 최소화하기 위해 상기 적응형 필터의 임펄스 응답에 대한 계수들을 업데이팅하는 단계;
상기 적응형 필터의 임펄스 응답이 선형 위상 응답을 갖는 것으로 제한되도록 상기 적응형 필터의 업데이트된 계수들을 제한하는 단계; 및
제한된 시간 도메인 임펄스 응답에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 입력 신호 및 상기 제 2 입력 신호 중 적어도 하나를 필터링하는 단계를 포함하는 단계들을 수행하도록 구성되는,
장치.
As an apparatus,
A first input node configured to receive a first input signal;
A second input node configured to receive a second input signal;
And a controller coupled to the first input node and coupled to the second input node,
Receiving the first input signal and the second input signal in a time domain;
Converting the first input signal and the second input signal from the time domain into a first frequency domain input signal and a second frequency domain input signal;
Estimating a signal that is equivalent only of a first time domain magnitude and a signal of which only a second time domain magnitude is equivalent based at least in part on the first frequency domain input signal and the second frequency domain input signal;
Using a time domain adaptive filter to filter only the first time domain magnitude equivalent signal to match only the second time domain magnitude to an equivalent signal;
Updating the coefficients for the impulse response of the adaptive filter to minimize a difference between the first time domain magnitude only equivalent signal and the second time domain magnitude only equivalent signal;
Limiting the updated coefficients of the adaptive filter such that the impulse response of the adaptive filter is limited to having a linear phase response; And
And filtering at least one of the first input signal and the second input signal based at least in part on a limited time domain impulse response.
Device.
삭제delete 제8항에 있어서,
수신된 입력 신호들의 적응형 등화를 제공하기 위해 상기 수신하는 단계, 상기 추정하는 단계, 상기 컨버팅하는 단계, 상기 제한하는 단계, 상기 업데이팅하는 단계 및 상기 필터링하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는,
장치.
9. The method of claim 8,
Further comprising repeating the receiving, estimating, converting, limiting, updating and filtering steps to provide adaptive equalization of the received input signals ,
Device.
제8항에 있어서,
상기 제한하는 단계는 상기 필터 계수들을 짝수 대칭 및 홀수 길이가 되도록 제한하는 단계를 포함하고, 상기 필터링하는 단계는 계산되고 제한되는 필터 계수들을 갖는 적응형 필터를 적용하는 단계를 포함하는,
장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the limiting step comprises limiting the filter coefficients to even symmetric and odd lengths, and wherein filtering comprises applying an adaptive filter having filter coefficients that are computed and limited,
Device.
제8항에 있어서,
상기 필터링에 의해 도입된 지연을 보상하기 위해, 상기 제한된 시간 도메인 임펄스 응답에 기초하여, 필터링되지 않은, 상기 제 1 입력 신호 및 상기 제 2 입력 신호 중 적어도 하나를 지연시키는 단계를 더 포함하는,
장치.
9. The method of claim 8,
Further comprising delaying at least one of the first input signal and the second input signal that is not filtered based on the limited time domain impulse response to compensate for the delay introduced by the filtering.
Device.
제8항에 있어서,
상기 제 1 입력 신호 및 필터링된 제 2 입력 신호는 공간 인식을 위해 추가로 필터링되는,
장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the first input signal and the filtered second input signal are further filtered for spatial recognition,
Device.
제8항에 있어서,
상기 제 1 입력 신호 및 필터링된 제 2 입력 신호는 빔포밍을 위해 추가로 필터링되는,
장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the first input signal and the filtered second input signal are further filtered for beamforming,
Device.
방법으로서,
복수의 센서들로부터, 프로세서에 의해, 시간 도메인에서 적어도 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호를 수신하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 선형 예측 분석을 사용하여 상기 입력 신호들의 자동-회귀(auto-regressive; AR) 모델 파라미터들을 컴퓨팅하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 2개의 입력 신호들 사이의 매그니튜드 응답 차이에 대응하는 자동-회귀 이동 평균(auto-regressive moving average; ARMA) 모델 파라미터들을 컴퓨팅하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 상기 제 1 입력 신호와 상기 제 2 입력 신호 사이의 매그니튜드 응답 차이에 대응하는 시간 도메인 임펄스 응답을 컴퓨팅하는 단계 ― 상기 시간 도메인 임펄스 응답은 상기 자동 회귀 모델 파라미터들 및 상기 자동-회귀 이동 평균 모델 파라미터들에 적어도 부분적으로 기초하여
Figure 112019003829871-pct00060
근사를 사용하여 계산됨 ―;
상기 프로세서에 의해, 선형 위상 응답을 갖도록 상기 시간 도메인 임펄스 응답을 제한하는 단계; 및
상기 프로세서에 의해, 제한된 시간 도메인 임펄스 응답에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 입력 신호 및 상기 제 2 입력 신호 중 적어도 하나를 필터링하는 단계를 포함하는,
방법.
As a method,
Receiving at least a first input signal and a second input signal in a time domain from a plurality of sensors, by a processor;
Computing, by the processor, auto-regressive (AR) model parameters of the input signals using linear prediction analysis;
Computing, by the processor, auto-regressive moving average (ARMA) model parameters corresponding to the magnitude response differences between the two input signals;
Computing, by the processor, a time domain impulse response corresponding to a magnitude response difference between the first input signal and the second input signal, wherein the time domain impulse response comprises the autoregressive model parameters and the auto- Based at least in part on moving average model parameters
Figure 112019003829871-pct00060
Calculated using approximation;
Limiting, by the processor, the time domain impulse response to have a linear phase response; And
And filtering, by the processor, at least one of the first input signal and the second input signal based at least in part on a limited time domain impulse response.
Way.
제15항에 있어서,
상기 선형 예측 분석을 적용하는 단계는 선형 예측 계수들을 생성하는 단계를 포함하는,
방법.
16. The method of claim 15,
Wherein applying the linear prediction analysis comprises generating linear prediction coefficients.
Way.
제15항에 있어서,
상기 제 1 입력 신호 및 상기 제 2 입력 신호는 제 1 마이크로폰 및 제 2 마이크로폰으로부터 수신된 오디오 정보를 포함하는,
방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the first input signal and the second input signal comprise audio information received from a first microphone and a second microphone,
Way.
제15항에 있어서,
상기 제 1 입력 신호 및 필터링된 제 2 입력 신호는 공간 인식을 위해 추가로 필터링되는,
방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the first input signal and the filtered second input signal are further filtered for spatial recognition,
Way.
제15항에 있어서,
상기 제 1 입력 신호 및 필터링된 제 2 입력 신호는 빔포밍을 위해 추가로 필터링되는,
방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the first input signal and the filtered second input signal are further filtered for beamforming,
Way.
장치로서,
제 1 오디오 신호를 수신하도록 구성된 제 1 입력 노드;
제 2 오디오 신호를 수신하도록 구성된 제 2 입력 노드;
상기 제 1 입력 노드에 커플링되고 상기 제 2 입력 노드에 커플링되는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는,
시간 도메인에서 제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호를 수신하는 단계;
프로세서에 의해, 선형 예측 분석을 사용하여 상기 입력 신호들의 자동-회귀(AR) 모델 파라미터들을 컴퓨팅하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 2개의 입력 신호들 사이의 매그니튜드 응답 차이에 대응하는 자동-회귀 이동 평균(ARMA) 모델 파라미터들을 컴퓨팅하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 상기 제 1 입력 신호와 상기 제 2 입력 신호 사이의 매그니튜드 응답 차이에 대응하는 시간 도메인 임펄스 응답을 컴퓨팅하는 단계 ― 상기 시간 도메인 임펄스 응답은 상기 자동 회귀 모델 파라미터들 및 상기 자동-회귀 이동 평균 모델 파라미터들에 적어도 부분적으로 기초하여
Figure 112019003829871-pct00061
근사를 사용하여 계산됨 ―;
선형 위상 응답을 갖도록 상기 시간 도메인 임펄스 응답을 제한하는 단계; 및
제한된 시간 도메인 임펄스 응답에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 입력 신호 및 상기 제 2 입력 신호 중 적어도 하나를 필터링하는 단계를 포함하는 단계들을 수행하도록 구성되는,
장치.
As an apparatus,
A first input node configured to receive a first audio signal;
A second input node configured to receive a second audio signal;
And a controller coupled to the first input node and coupled to the second input node,
Receiving a first input signal and a second input signal in a time domain;
Computing, by the processor, automatic-regression (AR) model parameters of the input signals using linear prediction analysis;
Computing, by the processor, auto-regressive moving average (ARMA) model parameters corresponding to a magnitude response difference between two input signals;
Computing, by the processor, a time domain impulse response corresponding to a magnitude response difference between the first input signal and the second input signal, wherein the time domain impulse response comprises the autoregressive model parameters and the auto- Based at least in part on moving average model parameters
Figure 112019003829871-pct00061
Calculated using approximation;
Limiting the time domain impulse response to have a linear phase response; And
And filtering at least one of the first input signal and the second input signal based at least in part on a limited time domain impulse response.
Device.
제20항에 있어서,
상기 제어기는 추가로, 선형 예측 분석을 사용함으로써 상기 입력 신호들의 자동-회귀(AR) 모델 파라미터들을 컴퓨팅할 때 선형 예측 계수들을 생성하도록 구성되는,
장치.
21. The method of claim 20,
The controller is further configured to generate linear prediction coefficients when computing automatic-regression (AR) model parameters of the input signals by using linear prediction analysis.
Device.
제20항에 있어서,
상기 제 1 입력 신호 및 상기 제 2 입력 신호는 제 1 마이크로폰 및 제 2 마이크로폰으로부터 수신된 오디오 정보를 포함하는,
장치.
21. The method of claim 20,
Wherein the first input signal and the second input signal comprise audio information received from a first microphone and a second microphone,
Device.
제20항에 있어서,
상기 제 1 입력 신호 및 필터링된 제 2 입력 신호는 공간 인식을 위해 추가로 필터링되는,
장치.
21. The method of claim 20,
Wherein the first input signal and the filtered second input signal are further filtered for spatial recognition,
Device.
제20항에 있어서,
상기 제 1 입력 신호 및 필터링된 제 2 입력 신호는 빔포밍을 위해 추가로 필터링되는,
장치.
21. The method of claim 20,
Wherein the first input signal and the filtered second input signal are further filtered for beamforming,
Device.
KR1020187014429A 2015-10-22 2016-06-19 Adaptive Phase-Distortionless Magnitude Response Equalization (MRE) for beamforming applications KR102004513B1 (en)

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US14/920,802 US9838783B2 (en) 2015-10-22 2015-10-22 Adaptive phase-distortionless magnitude response equalization (MRE) for beamforming applications
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